O biofísico Sebastian Ramensee, da Universidade Técnica de Munique (TUM, Alemanha), conseguiu reconstituir o processo de fabricação, em laboratório, de fio de teia de aranha, permitindo assim evidenciar as condições físico-químicas necessárias ao seu desenvolvimento. Os fios de teia de aranha são particularmente resistentes e elásticos e constituem um objeto de estudo interessante em biofísica. As pesquisas foram realizadas no âmbito de clusters de excelência "Nanosystems Initiative Munich" (NIM) e "Munich-Center for Integrated Protein Science".

O que faz com que a teia possa capturar insetos em pleno vôo é, de um lado, sua incrível resistência à torção e, de outro, sua solidez, que resultam da estrutura de rede de fios. Se fibras equivalentes pudessem ser sintetizadas em quantidades industriais, o material resultante teria múltiplas aplicações interessantes. Por exemplo, os fios poderiam ser utilizados para recobrir feridas, a um só tempo discretos, resistentes e não interferindo com as defesas imunológicas. Da mesma forma, fibras nervosas poderiam ser restauradas com esses fios fi-nís-si-mos. Além disso, a utilização desse material poderia, igualmente, abrir caminho para a sustentabilidade relativamente às matérias-primas fósseis atualmente utilizadas nas fibras sintéticas.

Os fios são constituídos de diversos elementos protéicos que são misturados em um canal. Segundo a funcionalidade desejada, a aranha utiliza diferentes tipos de fibras, que ela, a seguir, estende com suas patas. Do ponto de vista químico, as cadeias protéicas empregadas se organizam aleatoriamente no espaço, até que as glândulas da aranha produzam hidróxidos de potássio e ácidos, vindo a estabilizar a estrutura. As moléculas estão, então, muito próximas umas das outras e se formam ligações fracas, o que confere à teia sua estabilidade.

Até o momento, era impossível observar o fenômeno de síntese da fibra, uma vez que não existe nenhum meio de observação invasivo que permita ver o interior da aranha. Mas o fator ainda mais crucial para a síntese de fibras de teia de aranha é a possibilidade de ter à disposição matérias-primas suficientes, a saber, as proteínas. Graças ao trabalho do professor Scheibel, da Universidade de Bayreuth (anteriormente na Faculdade de Biotecnologia da TUM), Alemanha, doravante é possível sintetizar esses elementos fundamentais, a partir de bactérias geneticamente programadas.

Micrografia mostra uma fibra seca constituída de ambas as proteínas eADF3 e eADF4 (razão 10:1). Uma das proteínas está conjugada com um corante fluorescente para permitir a visualização.

Créditos: PNAS

Foi assim que S. Ramensee, da equipe do Professor Bausch, pôde reconstituir as condições necessárias para a fabricação da teia de aranha, graças a canais de 100 mícrons de largura, ou seja, levemente mais espessos que um fio de cabelo, em uma placa de Plexiglas. Graças a essa técnica de mistura, chamada "microfluídica", foi possível sintetizar fibras extremamente finas.

Os cientistas tentaram várias misturas de proteínas, chamadas eADF3 e eADF4 (para, "engineered Araneus Diadematus Fibroin"). Na prática, essas misturas existem na natureza. Os pesquisadores fizeram a seguinte constatação: uma fibra não se torna estável senão a partir de um momento onde o fluxo de proteínas no canal se acelera, permitindo passar de um agregado esférico a uma fibra alongada. Além disso, existe uma espécie de sinergia entre as duas misturas de proteínas eADF3 e eADF4. As proteínas contidas nas eADF3 são necessárias para que as proteínas da eADF4 se estirem sob forma de feixes. Ao contrário, feixes podem ser formados a partir somente de eADF3, mas parece que o acréscimo de eADF4 aumenta a durabilidade dos fios.

"Tentamos reproduzir o mais próximo possível e compreender os fenômenos naturais. Alcançamos, assim, um progresso importante na área de biomateriais produzidos artificialmente", conclui o Professor Bausch.

Press Release da Universidade Técnica de Munich (www.nano-initiative-munich.de), consultado em 09 de maio, 2008 (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que originou esta notícia, de título: "Assembly mechanism of a recombinant spider silk proteins", de autoria de S. Rammensee, U. Slotta, T. Scheibel e A. R. Bausch foi publicado, on-line, na revista PNAS, em 2008, 10.1073/pnas.o7709246105.

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