Motores celulares
Você já deve ter ouvido que o corpo humano é como uma máquina complexa e altamente precisa! Logo, por que não aproveitar algumas de suas partes em processos dos mais diversos?
Muitos pesquisadores viram nas proteínas motoras das células possíveis peças para máquinas de tamanhos minúsculos e de altíssima eficiência.
Os motores biomoleculares das células, como o sistema actina-miosina, podem ser utilizados na construção de sistemas biomecânicos portáteis para fins diagnósticos e investigativos. Eles necessitam de sensibilidade a concentrações de compostos na faixa de nano(nmol) a picomolar(pmol), além de reduzida dependência energética a fontes externas 1,2. Sobre a faixa de concentração, nosso organismo já possui diversas moléculas de sinalização como hormônios, citocinas e óxido nítrico, as quais estão presentes em concentrações entre o nano e o picomolar 2,3,4. Como exemplo, a insulina se apresenta com concentração entre 0 e 250 pmol/l, segundo a síntese de Jones, 1996 5.
Dessa forma, Lard e colaboradores em 2023, propuseram o uso de filamentos de actina marcados com fluorescência e movidos por miosina, montados numa grade para formar.
Objetivo da pesquisa
O objetivo desses pesquisadores com esse experimento era identificar a presença da proteína estreptavidina! A sua concentração foi detectada pelo aumento de fluorescência nas zonas de captura (TZ), depois da adição de Adenosina Trifosfato (ATP, comumente relacionada como uma molécula que fornece energia a sistemas biológicos) à solução nas zonas de carregamento ligadas às TZ(CON-LZ ) para chegada mais rápida às TZ.
Dessa forma, a proteína foi reconhecida e transportada pelos filamentos de actina processados, sendo então marcadas com fluorescência, facilitando sua detecção.
Uma possível aplicação de tais sistemas capazes de detecção de moléculas em concentrações ínfimas em células individuais seria o uso em testes diagnósticos. Além de testes que hoje são impossíveis de realizar, esses sistemas teriam uso em ponto de atendimento em substituição a testes muito mais caros e raros 1,2,6.
Há diversos pontos passíveis de melhoria nos aparatos que os autores desenvolveram. Contudo, podem ser alvos para novas pesquisas e experimentações que não raro revelariam diversos usos comerciais para essas ideias.
Um grande desafio é a perda de filamentos de actina daTZ. Embora a acumulação desses filamentos na TZ seja responsável pelas altas velocidades, esse acúmulo também está associado à perda observada dos filamentos 1.
Nas imagens acima, vemos os filamentos de actina indicados pelo ponteiro escapando da zona de captura em B, e posteriormente, dispersando-se livremente na solução em C.
Essa é apenas uma das dificuldades enfrentadas para o uso dos motores biomoleculares. É necessária a integração entre diversos e dedicados profissionais para superarmos as barreiras nessa jornada, quem sabe um deles não será você?
Resumo
Pesquisadores estão explorando o potencial das proteínas motoras celulares, como o sistema actina-miosina, para a criação de sistemas biomecânicos portáteis altamente sensíveis em concentrações nano e picomolares. Esses sistemas têm aplicabilidade significativa em diagnósticos e pesquisas devido à coincidência com as concentrações de moléculas de sinalização no corpo humano. Recentemente, um estudo propôs o uso desse sistema para detectar a proteína estreptavidina em concentrações extremamente baixas. Essa inovação promete revolucionar os testes diagnósticos, tornando-os mais acessíveis e eficazes. No entanto, há desafios a superar, como a perda de filamentos de actina nas zonas de captura. A pesquisa nessa área exige colaboração interdisciplinar e oferece oportunidades para melhorias contínuas e aplicações comerciais.
