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Nanotecnologia

Nano-reatores imitam células vivas e permitem múltiplas reações simultâneas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/08/2007

Nanoreatores imitam células vivas e permitem múltiplas reações simultâneas

As complexas instalações das indústrias químicas, com seus quilômetros de tubulações e dispositivos de controle super-sofisticados, ou mesmo os mais modernos laboratórios de química ou biotecnologia, apesar de serem realizações louváveis, são pouco mais do que brincadeira de criança quando comparados com a complexidade de uma única célula viva.

Imitando o funcionamento das células

As células dos organismos vivos são fábricas químicas de uma complexidade para a qual é difícil encontrar superlativos: inúmeras reações, cada uma com múltiplos estágios, acontecem simultaneamente, lado a lado, num espaço microscópico e com uma eficiência imbatível.

De olho nessa eficiência, os cientistas estão tentando imitar a forma como as reações químicas se dão no interior das células. Para isso, eles construíram um nano-reator - um minúsculo invólucro no interior do qual as reações químicas acontecem, com um espaço interno muito semelhante ao de uma célula viva.

Nano-bolhas

Mas não basta o espaço. Nas células vivas, a natureza utiliza uma grande variedade de conceitos, sendo que um dos principais é a divisão em compartimentos. As enzimas não são apenas separadas espacialmente, mas elas também são posicionadas em localizações específicas no interior da célula.

Para reproduzir artificialmente esse princípio, os pesquisadores holandeses Jan van Hest e Alan Rowan construíram bolhas nanoscópicas de um plástico especial - um bloco de copolímeros que tem a estrutura parecida com a dos lipídios, o principal elemento formador da parede celular. Esses blocos de copolímeros têm uma extremidade que atrai a água e outra que repele. Além disso, a porosidade de suas paredes permite a passagem apenas de pequenas moléculas, retendo as grandes - é essa seletividade que permite controlar as reações químicas que se deseja.

Nano-reator

As nanobolhas são colocadas no interior do nano-reator, cada uma contendo uma enzima diferente em seu interior, em uma solução com água. As próprias bolhas ficam no reservatório com água do nano-reator, sendo que esta água contém uma terceira enzima. Desta forma, é possível conduzir três reações enzimáticas simultaneamente e no mesmo local, sem que uma interfira com a outra.

Por analogia com os lipossomos, que são feitos de lipídios, essas nanobolhas foram chamadas de polimersomos. Graças à infinitas possibilidades de se variar a composição dessas membranas plásticas, torna-se possível fabricar polimersomos com as características necessárias para as reações que se quer viabilizar no interior dos nano-reatores.

Os nano-reatores ainda são apenas a prova de que o conceito funciona e que é possível copiar um pouco da complexidade da natureza. As possibilidades de aplicação desse princípio são incontáveis, mas primeiro os cientistas precisarão tornar seu aparato mais robusto e facilitar a inserção das moléculas desejadas no interior das nanobolhas.

Bibliografia:

Artigo: Positional Assembly of Enzymes in Polymersome Nanoreactors for Cascade Reactions
Autores: Dennis M. Vriezema, Paula M. L. Garcia, Núria Sancho Oltra, Nikos S. Hatzakis, Suzanne M. Kuiper, Roeland J. M. Nolte, Alan E. Rowan, Jan C. M. van Hest
Revista: Angewandte Chemie International Edition
Data: 17 Aug 2007
Vol.: In print






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