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– Se o músculo cardíaco estiver danificado, reparar o órgão constantemente ativo é um desafio. Os pesquisadores da Empa estão desenvolvendo um novo adesivo de tecido inspirado na natureza, capaz de reparar lesões no tecido muscular. Eles aproveitaram a incrível capacidade dos mexilhões marinhos de aderir a qualquer tipo de superfície.
Cortesia EMPA de Andrea Six: Nas costas varridas pelo vento e pelas ondas, elas aderem estoicamente a rochas, barcos e molhes: mexilhões do mar. Com super poderes que tornam o Homem-Aranha empalidecer, o pé do mexilhão se apega à superfície, pois suas glândulas produzem fios finos que, ao contrário da seda da aranha, permanecem firmes sob a água e, no entanto, altamente elásticos. Duas proteínas, mfp-3 e a particularmente sulfurosa mfp-6, são componentes dessa seda marinha. Como proteínas estruturais, são especialmente interessantes para a pesquisa biomédica devido às suas fascinantes propriedades mecânicas e à sua biocompatibilidade.
Condições desafiadoras
Pesquisadores do laboratório “Membranas biomiméticas e têxteis” da Empa em St. Gallen fizeram uso dessas propriedades. A equipe de Claudio Toncelli procurava uma cola de tecido biocompatível que aderisse ao coração pulsante e permanecesse elástica, mesmo nas condições mais desafiadoras. Afinal, se o tecido muscular do coração estiver danificado, por exemplo, por um ataque cardíaco ou por um distúrbio congênito, as feridas devem ser capazes de curar, mesmo que o músculo continue se contraindo.
“Na verdade, o colágeno é uma base adequada para a cola de ferida, uma proteína que também é encontrada no tecido conjuntivo humano e nos tendões”, diz Toncelli. Por exemplo, a gelatina consiste em colágeno reticulado que seria muito atraente para um adesivo de tecido. “A estrutura da gelatina já se aproxima muito de algumas das propriedades naturais do tecido conjuntivo humano”, acrescenta ele. No entanto, o hidrocolóide não é estável à temperatura corporal, mas liquefaz. Portanto, para desenvolver um material adesivo que possa conectar com segurança as áreas feridas nos órgãos internos, os pesquisadores tiveram que encontrar uma maneira de incorporar propriedades adicionais à gelatina.
Sob pressão
“O pé musculoso dos mexilhões excreta fios fortemente adesivos, com os quais o mexilhão pode aderir a todos os tipos de superfícies na água”, explica Toncelli. Nesta seda marinha, várias proteínas interagem firmemente. Inspirados na solução da natureza para lidar com forças turbulentas sob a água, os pesquisadores equiparam os biopolímeros de gelatina com unidades químicas funcionais semelhantes às das proteínas da seda do mar mfp-3 e mfp-6. Assim que o gel de seda marinha gelatinosa entra em contato com o tecido, as proteínas estruturais se cruzam entre si e garantem uma conexão estável entre as superfícies da ferida.
Os pesquisadores já investigaram o quão bem o novo hidrogel realmente adere em experimentos de laboratório que geralmente são usados para definir padrões técnicos para a chamada força de ruptura. “O adesivo de tecido pode resistir a uma pressão equivalente à pressão sanguínea humana”, diz o pesquisador da Empa Kongchang Wei. Os cientistas também foram capazes de confirmar a excelente compatibilidade tecidual do novo adesivo em experimentos de cultura de células. Agora eles estão se esforçando para avançar na aplicação clínica da “cola de mexilhões”.
Outras informações
Dr. Claudio Toncelli Dr. Luciano Boesel
Membranas biomiméticas e têxteis Membranas biomiméticas e têxteis
Telefone +41 58765 72 15 Telefone +41 58 765 7393
claudio.toncelli@empa.ch Luciano.Boesel@empa.ch
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