Uma proteína sintetizada a partir do sangue de peixe pode impedir que os alimentos e os medicamentos congelem
Inovação com patente pendente a ser introduzida no mercado através de uma nova empresa em fase de arranque
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Qualquer pessoa que tenha sofrido queimaduras do congelador sabe que os cristais de gelo podem ser um problema a baixas temperaturas. No entanto, as bordas irregulares dos cristais de gelo podem fazer mais do que apenas estragar a textura do seu gelado. A um nível microscópico, podem destruir a estrutura das células vivas ou dos medicamentos biológicos, como as enzimas e os anticorpos, que, no entanto, têm de ser transportados a temperaturas negativas.
Jessica Kramer, à esquerda, e Thomas McParlton observam o tamanho dos cristais de gelo numa amostra tratada com a sua proteína no seu laboratório na Universidade de Utah.
Dan Hixson, University of Utah
O anticongelante do seu carro - etilenoglicol - é tóxico, pelo que não é uma solução para alimentos ou medicamentos. Em vez disso, os investigadores inspiraram-se na natureza: os peixes que habitam as águas polares têm proteínas no sangue que impedem o seu congelamento.
Agora, os investigadores da Faculdade de Engenharia John e Marcia Price da Universidade do Utah conceberam uma forma de criar uma versão sintética e simplificada dessa proteína, suficientemente simples para ser fabricada em grande escala, mas suficientemente potente para inibir a formação de cristais de gelo a temperaturas negativas.
Os investigadores demonstraram a eficácia dos seus polipéptidos mimetizadores em vários casos de teste reais, incluindo gelados e o medicamento anti-cancro Trastuzumab. O primeiro foi arrefecido com sucesso até 4 graus negativos, enquanto o segundo sobreviveu a temperaturas tão baixas como 323 graus negativos.
O estudo, financiado pela National Science Foundation, foi publicado na revista Advanced Materials. Foi liderado por Jessica Kramer, professora associada do Departamento de Engenharia Biomédica, e Thomas McParlton, um estudante licenciado do seu laboratório.
Durante décadas, os investigadores têm estado atentos às proteínas anticongelantes naturais que se encontram em certos peixes polares, bem como em alguns insectos e plantas. No entanto, a extração de quantidades significativas destas proteínas de organismos vivos é impraticável para uso comercial. Além disso, são susceptíveis de serem contaminadas com alergénios.
Assim, Kramer e os seus colegas decidiram determinar as propriedades físicas e químicas exactas destas proteínas, responsáveis pela sua capacidade anticongelante. Dois estudos anteriores, publicados em Chemistry of Materials e Biomacromolecules, demonstraram as caraterísticas estruturais mais importantes das proteínas naturais.
"Em última análise, simplificámos a estrutura para apenas as partes que pensávamos serem necessárias para a atividade anticongelante, o que torna a produção menos complicada e dispendiosa", disse Kramer. "Apesar dessas alterações, este estudo mostrou que os nossos mímicos se ligam à superfície dos cristais de gelo e inibem o crescimento dos cristais, tal como as proteínas anticongelantes naturais".
"O melhor de tudo", disse McParlton, "é que produzimos esses mímicos inteiramente usando química - não são necessários peixes ou células".
Como prova de conceito, os investigadores demonstraram que as moléculas mimetizadoras não são tóxicas para as células humanas, são digeríveis pelas enzimas do intestino humano e podem sobreviver ao aquecimento, um fator crítico para o seu potencial de produção alimentar. Também efectuaram testes em enzimas e anticorpos sensíveis, mostrando que os mímicos os protegiam dos danos associados aos ciclos de congelação/descongelação.
"Também mostrámos que podemos inibir a formação de cristais de gelo no gelado, o que acontece frequentemente durante o transporte ou quando as pessoas levam a embalagem para dentro e para fora do congelador", disse Kramer.
Os investigadores prevêem que as suas moléculas mimetizadoras permitam uma grande variedade de aplicações, desde o prolongamento do prazo de validade dos alimentos congelados até à melhoria do armazenamento e transporte de produtos biológicos que salvam vidas. A tecnologia está atualmente pendente de patente e a equipa está a trabalhar para colocar a sua inovação no mercado através de uma nova empresa, a Lontra Bio LLC, que pretende comercializar estas proteínas anticongelantes sintéticas.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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