Clulas artificiais acendem em vrias cores quando detectam substncias-alvo

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 16/04/2025

Biodeteco

Quando queremos medir as coisas no corpo humano – ou em qualquer outra coisa viva – um caminho promissor consiste na deteco de protenas. E, quando essas protenas so encapsuladas em membranas lipdicas, imitando clulas naturais, esses sistemas acelulares (sem clulas) podem evitar os efeitos adversos dos inibidores de expresso circundantes, criando biossensores muito precisos e confiveis.

O biossensor reconhece a molcula-alvo e ento expressa uma protena reprter, por exemplo uma protena brilhante. Para traduzir o sinal, usam-se “ribochaves”, que so sequncias reguladoras de genes responsivas a molculas. J foram demonstradas vrias ribochaves sintticas, incluindo seu uso como sensores artificiais – o nome tcnico desses interruptores “RNA regulador responsivo ao analito”.

Mas havia um problema crucial: Os sistemas existentes so baseados em sistemas livres de clulas procariticas e, portanto, no funcionam bem temperatura ambiente. Alm disso, complicado ajustar as ribochaves para que cada uma consiga detectar uma molcula diferentes.

Hajime Takahashi e colegas da Universidade Ehime, no Japo, acabam de superar esse problema.

“Utilizamos um sistema livre de clulas eucariticas (extrato de grmen de trigo), que funciona em uma ampla faixa de temperatura ambiente, e uma ribochave sinttica altamente modular (com regulao positiva) que funciona eficientemente nessa faixa. Para este ltimo, podemos alterar a especificidade do alvo simplesmente substituindo o domnio de reconhecimento do alvo na ribochave com base em nosso mtodo exclusivo de projeto racional,” detalhou a equipe.

Alm da versatilidade dos biossensores, tudo funciona a temperatura ambiente, abrindo caminho para seu uso prtico.
[Imagem: Hajime Takahashi et al. – 10.1021/acssynbio.4c00696]

Clulas artificiais como sensores

Para demonstrar sua nova plataforma, a equipe criou trs tipos de interruptores sintticos, cada um para um frmaco-alvo, e ento fundiu cada um deles ao gene correspondente que codifica uma protena tambm diferente – uma protena acende em verde, outra em vermelho e a terceira em amarelo, fornecendo sinais claros de qual molcula foi detectada.

Os biossensores foram encapsulados com extrato de grmen de trigo, criando lipossomas do tamanho de clulas. So autnticas clulas artificiais, cada uma no apenas detectando um frmaco diferente, mas tambm brilhando com uma intensidade que depende da concentrao do seu alvo.

“Alm disso, devido sua alta ortogonalidade, um coquetel dessas clulas artificiais permitiu a deteco simultnea dos trs alvos temperatura ambiente,” concluiu a equipe.

A expectativa que esta inovao, longamente esperada, facilite todas as pesquisas em nvel de laboratrio. Mais no futuro, abre-se a possibilidade de uso da tecnologia para novos tipos de exames de sade, para detectar biomarcadores indicadores de sade ou doena.

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