idrogel, noti per le loro proprietà biomimetiche, sono i materiali leader per le applicazioni biomediche, come la somministrazione di farmaci e la terapia con cellule staminali. Gli idrogel tradizionali costituiti da polimeri sintetici o biomolecole naturali spesso fungono da impalcature passive per specie molecolari o cellulari, che rendono questi materiali incapaci di ricapitolare completamente la segnalazione dinamica coinvolta nei processi biologici, come lo sviluppo di cellule/tessuti.

Gli idrogel fotosensibili sono di particolare interesse per gli scienziati dei materiali, perché la luce è considerata uno strumento ideale per controllare le molecole o il comportamento cellulare con elevata precisione spaziotemporale e poca invasività. La sfida principale per gli scienziati è come assemblare in modo efficiente queste complesse proteine ​​globulari in architetture supramolecolari preservandone la funzione.

In una recente ricerca, un gruppo di scienziati della Hong Kong University of Science and Technology ha creato un idrogel sensibile alla luce dipendente dalla B12 cucendo insieme in modo covalente le proteine ​​del dominio di legame dell'adenosilcobalamina (CarHC) del fotorecettore C-terminale in condizioni blande. Questo assemblaggio diretto di proteine ​​sensibili agli stimoli in idrogel rappresenta una soluzione versatile per la progettazione di materiali "intelligenti" e apre enormi opportunità per la futura biologia dei materiali.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista PNAS il 6 giugno, 2017.

"Nella nostra ricerca, siamo stati in grado di creare idrogel fotosensibili a base di proteine ​​interamente ricombinanti assemblando in modo covalente le proteine ​​dei fotorecettori CarHC utilizzando la chimica SpyTag-SpyCatcher codificata geneticamente, " ha detto Fei Sun, autore dell'articolo e assistente professore presso il dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare dell'HKUST. "La tetramerizzazione CarHC dipendente da AdoB12 ha dimostrato di essere essenziale per la formazione di un idrogel elastico al buio, che può subire una rapida transizione gel-sol causata dallo smontaggio di CarHC indotto dalla luce."

"L'idrogel risultante composto da polimeri CarHC fisicamente autoassemblati ha mostrato una rapida transizione gel-sol all'esposizione alla luce, che ha consentito il facile rilascio/recupero di fibroblasti 3T3 e cellule staminali mesenchimali umane (hMSC) da colture 3D, pur mantenendo la loro vitalità". l'assemblaggio diretto di proteine ​​sensibili agli stimoli in idrogel rappresenta una strategia versatile per la progettazione di materiali dinamicamente sintonizzabili".