Nanofibre costituite da proteine, impiegabili in medicina e in elettronica.

Fonte: Sci-x

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Un nuovo metodo per la creazione di nanofibre costituite da proteine è stato sviluppato da ricercatori del Polytechnic Institute dell’Università di New York (NYU-Poly).

Esso promette di migliorare notevolmente i modi di somministrazione mirata delle medicine per il trattamento di tumori, dei disturbi cardiaci e del morbo di Alzheimer, nonché di potenziare l’aiuto per la rigenerazione dei tessuti umani, ossa e cartilagini.

Inoltre, applicato in modo diverso, questo stesso metodo potrebbe favorire la realizzazione di microprocessori ancora più piccoli e più potenti per le future generazioni di computer e per dispositivi elettronici consumer e professionali.
I dettagli sono spiegati in un articolo intitolato "Effects of Divalent Metals on Nanoscopic Fiber Formation and Small Molecule Recognition of Helical Proteins", pubblicato online nella rivista Advanced Functional Materials. L’autore, Susheel K. Gunasekar, uno studente di dottorato del Dipartimento di Chimica e Scienze Biologiche nell’NYU-Poly, è stato il ricercatore principale ed è uno studente del co-autore Jin Montclare , professore assistente e capo del Laboratorio di Progettazione del Dipartimento di Ingegneria Proteica e Molecolare, dove, principalmente, è stata condotta la ricerca di base. Al lavoro hanno partecipato anche i co-autori Luona Anjia, uno studente laureato, e il professor Hiroshi Matsui , entrambi del Dipartimento di Chimica e di Biochimica presso l'Hunter College (La City University di New York), dove è stata condotta la ricerca secondaria.
Eppure, tutto questo non era quasi mai emerso, dice il professor Montclare, che spiega che si trattava di pura serendipità, un'osservazione casuale fatta da Gunasekar due anni fa, che ha ispirato la ricerca del team e ha portato alle sue rilevanti scoperte.
Durante un esperimento che aveva a che fare con certe proteine di forma cilindrica (che dovevano essere studiate), ​​derivate dalla proteina matrice oligomerica della cartilagine (COMP, che si trova prevalentemente nella cartilagine umana), Gunasekar ha notato che in elevate concentrazioni, queste proteine cilindriche alfa-elicoidali si mettevano spontaneamente assieme e si assemblavano in nanofibre.
E 'stato un risultato sorprendente, esclama Montclare, perché la proteina COMP non era per nulla conosciuta in forma di fibra. "Siamo stati davvero entusiasti", ricorda. "Così abbiamo deciso di eseguire una serie di esperimenti per vedere se riuscivamo a controllare la formazione della fibra e anche il suo legame con molecole di piccole dimensioni, che sarebbero alloggiate all'interno del cilindro della proteina."
Di particolare interesse sono le molecole di curcumina, un ingrediente presente negli integratori alimentari usati per combattere il morbo di Alzheimer, tumori e disturbi cardiaci.
Aggiungendo una serie di aminoacidi (in grado di riconoscere i metalli) alla proteina cilindro-cilindrica, il gruppo del Politecnico NYU-Poly è riuscito a trovare che le nanofibre cambiano la loro forma, con l'aggiunta di metalli come zinco e nichel alla proteina. Inoltre, l'aggiunta di zinco ha reso più forti le nanofibre, consentendo loro di contenere più curcumina, mentre l'aggiunta di nichel ha trasformato le fibre in ‘piccoli tappeti’ agglomerati, provocando il rilascio della molecola del farmaco.
Successivamente, spiega Montclare, i ricercatori sperimenteranno la creazione di ‘impalcature’ di nanofibre che possano essere usate per indurre la rigenerazione dell'osso e della cartilagine (per mezzo della vitamina D inglobata) o cellule staminali umane (per mezzo della vitamina A inglobata).
In seguito, potrebbe anche essere possibile applicare questo metodo organico basato sulla proteina, per la creazione di nanofibre dedicate ad applicazioni nell’elettronica e nell’hardware informatico, spiega Montclare, producendo fili d’oro nanometrici per impieghi come circuiti nei chip, creando dapprima le nanofibre e poi convogliando su di esse il metallo (oro).
In definitiva, dice Montclare , i ricercatori preferirebbero che i frutti della loro scoperta, come le nanofibre terapeutiche e i nanofili metallici, fossero adottati dalle aziende farmaceutiche e dai produttori di microprocessori o simili.
Il finanziamento per questa ricerca è stato fornito dall'Air Force Office of Scientific Research degli USA, dall’Army Research Office degli USA e dal Department of Energy degli USA e dalla National Science Foundation.

Testo originario integrale e immagini:
http://www.poly.edu/press-release/2012/02/29/nanofiber-breakthrough-holds-promise-medicine-and-microprocessors