Estudo do recobrimento biológico de nanossuperfícies por modelagem computacional: aplicação no desenvolvimento de imunonanossensores

Resumo

Neste projeto serão usadas técnicas computacionais para correlacionar curvas de força obtidas com a técnica de microscopia de força atômica (AFM, do inglês atomic force microscopy) com simulações de dinâmica molecular. O objetivo principal é estudar interações entre antígenos e anticorpos relacionados a doenças desmielinizantes, em especial, a Neuromielite Óptica (NMO). A NMO é uma doença inflamatória autoimune na qual o próprio sistema imunitário ataca os nervos ópticos e a medula espinhal. Dados da literatura apontam para um papel central de anticorpos anti-aquaporina 4 no diagnóstico de tal patologia. Com o presente estudo busca-se auxiliar no design de imunossensor com pontas de AFM, determinando-se as forças de interação entre os peptídeos da aquaporina 4 (AQP4) e anticorpos anti-aquaporina 4 (anti-AQP4). Fatores como arranjo e distribuição das biomoléculas em nanossuperfícies, bem como orientação dos sítios ativos, podem afetar as interações alvo e, consequentemente a força de adesão nos experimentos de AFM. As nanossuperfícies funcionalizadas com biomoléculas serão caracterizadas com relação às suas dimensões e simuladas computacionalmente utilizando dinâmica molecular (DM). O recobrimento destas nanossuperfícies será obtido por meio de cálculos estocásticos, aplicados aos resultados obtidos por DM. Estes cálculos poderão fornecer a distribuição do arranjo das biomoléculas nas nanossuperfícies (substratos e pontas de AFM não funcionalizadas e funcionalizadas), em termos de suas configurações aleatórias. Após a modelagem do recobrimento molecular, as interações intermoleculares serão determinadas por dinâmica molecular direcionada (SMD, do inglês, Steered Molecular Dynamics). Tais modelos serão efetivamente corroborados com resultados experimentais de AFM. (AU)