Amyloidy obsažené v tkáních a orgánech jsou spojovány s mnoha nemocemi, včetně Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby, cukrovky II. typu a prionovými onemocněními, jako je třeba BSE. Nicméně amyloidy nejsou jenom patologickými látkami, ale mají obrovský potenciál budoucího použití, kdy by mohly nahradit a vylepšit některé aplikace, pro které se zatím jevilo jediným možným řešením využití syntetických nanomateriálů.
V přírodě nejsou amyloidy vždy pouze abnormální, nesprávně složené proteiny, jsou také fyziologickými složkami organismu. Například jsou důležitým ochranným materiálem ve vaječných obalech hmyzu a ryb. Také jsou zapojeny do tvoření povrchových struktur mnoha bakterií. Amyloidy pokrývají povrch bakteriálních buněk, ochraňují je před antimikrobiálními látkami a mají i některé další funkce.
Amyloidová vlákna mají charakter svazků vysoce uspořádaných proteinových vláken spletených do podoby jakéhosi žebříku a mohou být několik mikrometrů dlouhá. V průřezu se amyloidy jeví jako dutý válec nebo páska. Ačkoliv jsou amyloidová vlákna tvořená z proteinů, mnohem více se svými vlastnostmi podobají syntetickým polymerům (plastům) než obyčejným globulárním proteinům.
Amyloidy tak mohou předvést úžasné mechanické vlastnosti, podobné pavoučímu vláknu. Pavoučí vlákno, taky někdy nazývané pavoučí hedvábí, je na namáhání tahem mnohem pevnější než ocel a navíc může být nataženo na mnohonásobek své původní délky, aniž by se přetrhlo – to jsou vlastnosti, které zatím nebyly zopakovány u žádného ze syntetických vláken.
„Výborné mechanické vlastnosti amyloidů (pevnost a pružnost), z nich dělají atraktivní přírodní stavební prvky nových nanostruktur a materiálů,“ tvrdí autoři studie z university v Tel Avivu. „Vlastnosti jejich „stavebních kamenů“ mohou být snadno a v širokém spektru měněny pomocí jednoduchých molekulárních technik.“ Povrchy vláken mohou být „šité na míru“. Mohou sloužit jako základ biokompatibilních povlaků v analytických průtokových přístrojích a u celé řady lékařských nástrojů a zařízení.
Další nápady zahrnují tvorbu amyloidových hydrogelů pro obalování a kontrolované uvolňování léčivých látek. Nabízí se tvorba trojrozměrných struktur, jakéhosi lešení pro usnadnění růstu buněk a jejich uplatnění v tkáňovém inženýrství. Funkční proteiny, jako jsou třeba enzymy, by mohly být navázány k amyloidům a tím by bylo možno napodobit některé biologické procesy.
Zajímavou možností je vyrobit vodivý koaxiální nanokabel (vyplněním středu amyloidového vlákna nanovodičem). V budoucnu se určitě objeví mnoho možností využití takových nanovodičů v lékařství, protetice a podobně.
Pramen: Wiley-Blackwell
Diskuze:
