Nova biomolécula auxilia diagnósticos e aplicações terapêuticas em dentes e ossos

Os investigadores consideram que esta descoberta pode ter utilidade para uma ampla variedade de diagnósticos e aplicações terapêuticas relacionadas com os dentes e os ossos, noticiou o “Medical News Today”.
Apesar de possuírem algumas propriedades mecânicas diferentes, o maior componente estrutural dos dentes e dos ossos é um composto cristalino de cálcio fosfato, denominado hidroxiapatite.
A identificação e monitorização da formação deste cristal particular é da máxima importância para os investigadores biomédicos a trabalhar numa variedade de problemas, incluindo a remineralização dos dentes para reparar problemas associados à perda dentária, a substituição de articulações prostéticas e o desenvolvimento de materiais para engenharia de tecidos ósseos para as articulações e substituição óssea e terapias celulares que permitam regenerar o tecido ósseo.
Contudo, até ao momento, não existe nenhum método prático específico para localizar a formação de hidroxiapatite em sistemas vivos ou amostras de tecido. Os investigadores de materiais podem identificar estruturas cristalinas com elevada fiabilidade através do modelo que dispersa raios X, mas é um procedimento complexo que requer amostras razoavelmente puras e que não pode ser usado em sistemas vivos. Existem alguns ensaios químicos amplamente utilizados mas são também testes destrutivos e, mais importante, testam apenas a presença dos elementos de cálcio ou fósforo. Por exemplo, não conseguem fazer uma distinção entre depósitos de fosfato de cálcio amorfo e cristal de hidroxiapatite.
Para descobrir algo mais específico e menos destrutivo, a equipa da NIST usou uma técnica relativamente nova que, que utiliza os primitivos vírus fagos que infectam bactérias, e é capaz de criar rapidamente e visualizar números elevados de biomoléculas para interacções específicas.
Alguns destes vírus simples podem ser modificados geneticamente para que, de forma aleatória, reúnam pequenas sequências de aminoácidos – pequenas proteínas chamadas peptídeos – e criem ligações nesses locais.
Uma população concebida de fagos poderá sintetizar milhões de peptídeos de forma aleatória. Caso estes vírus sejam expostos na superfície a atingir – neste caso o cristal de hidroxiapatita –, aqueles que forem deixados para trás são os que se tendem a fixar.
A clonagem dos “sobreviventes” e a repetição de inúmeros ciclos em condições incrivelmente limitadas irá isolar, eventualmente, vários peptídeos candidatos que podem, posteriormente, ser testados para medir a sua afinidade ao alvo.
A equipa da NIST usou esta técnica para identificar um novo peptídeo que depende tanto da composição química como da estrutura do cristal de hidroxiapatite para fixar à superfície dos minerais. A capacidade do peptídeo em “reconhecer” a específica estrutura de hidroxiapatite, de acordo com os investigadores, pode ser explorada como uma marca não destrutiva para monitorizar o progresso da mineralização do dente e do osso para diagnósticos e aplicações terapêuticas.