Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, nos Estados Unidos, fizeram um vírus benigno se tornar uma ferramenta de engenharia utilizada para montagem de estruturas que imitam o colágeno, uma das proteínas mais importantes na natureza. O processo desenvolvido poderia até ser usado para a fabricação de materiais com propriedades ópticas ajustadas, biomédicas e mecânicas. O estudo foi divulgado nesta quarta, 20, pela revista Nature.
"Tiramos nossa inspiração da natureza", disse o pesquisador Lee Seung-Wuk, professor associado de bioengenharia da UC Berkeley e cientista do corpo docente da Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). "A natureza tem uma capacidade única de criar materiais funcionais a partir de blocos de construção muito básicos. Encontramos uma maneira de imitar a formação de diversas e complexas estruturas de macromoléculas helicoidais, como o colágeno, quitina e celulose, que são os blocos de construção primária para uma ampla variedade de materiais funcionais em animais e plantas".
O mandril, espécie de macaco de cara azul (Mandrillus sphinx), por exemplo, tem uma coloração que deriva não do pigmento, mas a partir do espalhamento de luz específico que é formado quando as fibras finas de colágeno são empacotadas, torcidas e sobrepostas em camadas da sua pele.
Em contraste, o alinhamento do colágeno na perpendicular, padrão estilo rede, cria transparência e é a base do tecido da córnea. E as fibras em formato de saca-rolhas, mineralizadas após interagirem com cálcio e fosfato, podem gerar partes mais difíceis do nosso corpo: ossos e dentes.
"O bloco de construção básico para todos estes materiais funcionais - córneas, pele e dentes - é exatamente o mesmo: colágeno", disse Lee. "Fiquei fascinado quando vi a cor da pele brilhante e os dentes afiados dos macacos de cara azul no zoológico de São Francisco. É impressionante como a maneira que as fibras de colágeno estão alinhadas, torcidas e moldadas, determinem suas funções ópticas e mecânicas. O que não havia sido bem entendido, porém, era como um bloco de construção simples poderia criar tais estruturas complexas com diversas funções", explica o pesquisador.
Os pesquisadores começaram a estudar os fatores que influenciam a formação de estruturas hierárquicas. "Percebemos como o colágeno é secretado em espaços confinados e como a sua montagem em tecidos pode ser influenciada pelo ambiente", disse Woo-Jae Chung, pesquisador pós-doutorado no laboratório de Lee. "Infelizmente, o colágeno é um material difícil de estudar porque é complicado ajustar suas estruturas físicas e químicas. Precisávamos de um sistema modelo que fosse conveniente para resolver o problema", explica.
O sistema era uma sopa de solução salina contendo concentrações variadas de um vírus comum que infecta bactérias: o bacteriófago M13. Os pesquisadores escolheram o vírus M13 - inofensivos aos seres humanos e um organismo modelo em laboratórios de pesquisa - por conta de seu formato com uma ranhura helicoidal na superfície que se assemelha às fibras colágenas.
A técnica desenvolvida pelos cientistas implica mergulhar uma folha plana de vidro dentro do banho viral, e então, lentamente, puxá-lo para fora a velocidades precisas. A folha emerge com um filme novo de vírus já ligado a ela. Seguindo um média de tempo de 10 a 100 micrômetros por minuto, tal operação poderia levar de 1 a 10 horas para uma folha inteira ser processada.
