Cientistas transformam vírus em Legos moleculares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/10/2011

O arranjo das partículas virais resulta em materiais com propriedades únicas, tanto na natureza como, agora, no laboratório.
[Imagem: Zina Deretsky/NSF]

Pesquisadores transformaram um vírus benigno em uma ferramenta de engenharia para a montagem de estruturas que imitam o colágeno, uma das proteínas estruturais mais importantes na natureza.

O processo poderá eventualmente ser usado para a fabricação de materiais com propriedades ópticas, mecânicas e biomédicas totalmente ajustáveis.

Colágeno

Vários animais derivam sua coloração não de pigmentos, mas da forma como finas fibras de colágeno em camadas na sua pele refletem a luz - as faces azuis do macaco mandril são um belo exemplo desse fenômeno.

Por outro lado, o alinhamento do colágeno em padrões perpendiculares, semelhantes a grades, gera a transparência, o que é a base do tecido da córnea.

E fibras em forma de saca-rolhas, mineralizadas ao interagir com cálcio e fosfato, podem gerar as partes mais duras do nosso corpo: os ossos e os dentes.

"O bloco de construção básico para todos estes materiais funcionais - córneas, pele e dentes - é exatamente o mesmo. É o colágeno,", explica Lee Seung-Wuk, da Universidade da Califórnia, coordenador da pesquisa.

Manufatura viral

Os pesquisadores escolheram o vírus M13 - inofensivo aos seres humanos - porque o seu longo formato, com uma ranhura helicoidal na superfície, se assemelha às fibras de colágeno.

A técnica consiste em mergulhar uma folha plana de vidro em uma solução com o vírus e, então, puxá-la lentamente para fora, com velocidades precisas.

A velocidade é importante para dar tempo aos vírus para se "automontarem" na superfície de vidro.

Ajustando a concentração de vírus na solução e a velocidade com que o vidro é puxado, é possível controlar a viscosidade do líquido, a tensão superficial e a taxa de evaporação durante o processo de crescimento do biofilme.

Esses fatores determinam o tipo de padrão formado pelos vírus sobre a placa de vidro.

Os pesquisadores criaram três padrões distintos de filmes usando esta técnica.

Diferentes estruturas construídas pela automontagem dos vírus resultam em diferentes propriedades na reflexão da luz.
[Imagem: University of California at Berkeley]

Vírus biomédico

A seguir, a equipe demonstrou que o processo de montagem do vírus pode ser usado em aplicações biomédicas.

Eles modificaram geneticamente o vírus para que ele expressasse peptídeos específicos, que influenciam o crescimento dos tecidos moles e duros.

Os filmes virais resultantes foram então usados como modelos para orientar os tecidos para a biomineralização de fosfato de cálcio, formando um compósito similar ao esmalte do dente que, no futuro, poderá ser aplicado como material regenerador de tecidos.

Lento

A simplicidade da técnica torna promissora sua adaptação para uso em larga escala, segundo os pesquisadores: uma vez que os parâmetros são definidos, é possível deixar que o processo de automontagem se realize sozinho.

Antes de chegar a uma fábrica, porém, eles terão que encontrar uma forma de acelerar o processo.

Puxando a placa de vidro a uma velocidade entre 10 e 100 micrômetros por minuto, como demonstrado nos experimentos, pode levar entre 1 e 10 horas para criar cada estrutura.

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