Lacasa é uma enzima conhecida por sua alta capacidade de oxidar um amplo espectro de substratos na natureza, por isso usa oxigênio do ar e libera água como único subproduto. Uma nova versão mutante dessa enzima mantém sua capacidade redutora de oxidação sob as duras condições ambientais da corrente sanguínea.
"O objetivo desse mutante é atuar como um elemento de uma bateria que gera a corrente necessária para operar dispositivos nanoscópicos implantáveis nos vasos sanguíneos", explica o pesquisador do Instituto de Catálise e Petroquímica da CSIC e responsável pelo trabalho, Miguel Mayor.
A capacidade de redução de oxidação das formas originais de lacase é praticamente inibida pelo pH do sangue e pela alta composição de sal. Segundo a pesquisa, publicada hoje na revista Chemistry & Biology, a atividade sanguínea da lacase mutante é 42.000 vezes maior que a da mesma enzima em seu estado original.
Como o CSIC explica em um comunicado de imprensa, o processo para dar origem ao mutante foi baseado na evolução direcionada. Essa metodologia recria os processos de evolução natural adaptados aos ambientes desejados. O pesquisador do CSIC confessa que "era necessária uma exploração massiva de bibliotecas de mutantes e a análise de mais de 10.000 clones para projetar o mutante apropriado: a lacase ChU-B".
Tanto a versão da enzima quanto a metodologia para desenvolvê-la deram origem a patentes do CSIC.
O 'nanochip prodigioso'
Da mesma forma que na natureza a lacase aceita elétrons de diferentes substratos, quando é imobilizada no cátodo de uma nanopila, ela leva os elétrons do ânodo, onde outra enzima oxida a glicose no sangue. Dessa maneira, é produzida uma corrente elétrica contínua que permite a geração da energia necessária para o funcionamento de todo o dispositivo.
O objetivo dessa fonte de energia é alimentar chips implantáveis que informam o hospital sem fio e em tempo real sobre a concentração de diferentes metabólitos do sangue de um paciente, como glicose, oxigênio e insulina, relata o CSIC em um liberação
Para isso, possuem um transdutor carregando uma antena que envia as informações para as bases de dados do hospital e um biossensor encarregado de medir o parâmetro desejado. O prefeito indica que "dependendo do parâmetro a ser medido, o biossensor precisará de uma enzima ou de outra". No caso do oxigênio, por exemplo, a lacase mutante também pode servir como uma enzima de medição, uma vez que é a fonte usada para capturar elétrons. No entanto, uma enzima glicose oxidase será necessária para medir a glicose.
Para o pesquisador do CSIC, "este trabalho representa um avanço notável para a aplicação de lacases no projeto de nanobiodispositivos para fins biomédicos". O prefeito explica: "O mutante capaz de agir no sangue pode ser acompanhado no futuro por outros capazes de operar em lágrimas e outros fluidos fisiológicos humanos".
A pesquisa, resultado da colaboração com pesquisadores de oito universidades e centros internacionais de pesquisa e duas empresas privadas; Pertence ao projeto de nanobiodispositivos 3D do VII Programa-Quadro da União Europeia.
Fonte: www.DiarioSalud.net
