(PhysOrg.com) -- Un nuovo metodo per creare nanofibre fatte di proteine, sviluppato da ricercatori del Polytechnic Institute of New York University (NYU-Poly), promette di migliorare notevolmente i metodi di somministrazione dei farmaci per il trattamento dei tumori, disturbi cardiaci e morbo di Alzheimer, così come l'aiuto nella rigenerazione del tessuto umano, ossa e cartilagine.
Inoltre, applicato in modo diverso, questo stesso sviluppo potrebbe aprire la strada a microprocessori ancora più piccoli e potenti per le future generazioni di computer e dispositivi elettronici di consumo.
I dettagli sono spiegati in un articolo intitolato "Effetti dei metalli bivalenti sulla formazione di fibre nanoscopiche e sul riconoscimento di piccole molecole di proteine elicoidali, " che appare online in Materiali funzionali avanzati . Autore Susheel K. Gunasekar, uno studente di dottorato nel Dipartimento di Scienze Chimiche e Biologiche della NYU-Poly, è stato il primo ricercatore, ed è uno studente del co-autore Jin Montclare, assistente professore e capo del laboratorio di ingegneria proteica e progettazione molecolare del dipartimento, dove è stata principalmente condotta la ricerca sottostante. Sono stati coinvolti anche i coautori Luona Anjia, uno studente laureato, e il professor Hiroshi Matsui, entrambi del Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'Hunter College (The City University of New York), dove è stata condotta la ricerca secondaria.
Eppure tutto questo non è quasi mai emerso, dice il professor Montclare, il quale spiega che è stata la pura "serendipità" –– un'osservazione casuale fatta da Gunasekar due anni fa –– che ha ispirato la ricerca del team e ha portato ai suoi risultati significativi.
Durante un esperimento che ha coinvolto lo studio di alcune proteine cilindriche derivate dalla proteina della matrice oligomerica della cartilagine (COMP, presente prevalentemente nella cartilagine umana), Gunasekar ha notato che in alte concentrazioni, queste proteine alfa elicoidali a spirale si sono riunite spontaneamente e si sono autoassemblate in nanofibre. È stato un risultato sorprendente, Montclare dice, perché COMP non era affatto noto per formare fibre. "Eravamo davvero emozionati, " ricorda. "Così abbiamo deciso di fare una serie di esperimenti per vedere se potevamo controllare la formazione delle fibre, e controllano anche il suo legame con piccole molecole, che sarebbe alloggiato all'interno del cilindro della proteina."
Di particolare interesse erano le molecole di curcumina, un ingrediente negli integratori alimentari usati per combattere il morbo di Alzheimer, tumori e disturbi cardiaci.
Aggiungendo un insieme di amminoacidi che riconoscono il metallo alla proteina coiled-coil, il team NYU-Poly ha avuto successo, scoprendo che le nanofibre alterano la loro forma dopo l'aggiunta di metalli come zinco e nichel alla proteina. Inoltre, l'aggiunta di zinco ha fortificato le nanofibre, consentendo loro di trattenere più curcumina, mentre l'aggiunta di nichel trasformava le fibre in stuoie agglomerate, innescando il rilascio della molecola del farmaco.
Prossimo, Montclare dice, i ricercatori hanno in programma di sperimentare la creazione di scaffold di nanofibre che possono essere utilizzati per indurre la rigenerazione di ossa e cartilagini (tramite vitamina D incorporata) o cellule staminali umane (tramite vitamina A incorporata).
Dopo, potrebbe anche essere possibile applicare questo organico, metodo a base di proteine per la creazione di nanofibre per il mondo dei computer e dell'elettronica di consumo, Montclare dice –– producendo fili d'oro su scala nanometrica da utilizzare come circuiti nei chip dei computer creando prima le nanofibre e poi guidando quel metallo verso di esse.
In definitiva, Montclare dice, i ricercatori vorrebbero che i frutti della loro scoperta, come nanofibre terapeutiche e nanofili metallici, fossero adottati dalle aziende farmaceutiche e dai produttori di microprocessori.
