Dentro do seu corpo, o movimento celular desempenha um papel crucial em muitos processos biola³gicos importantes, incluindo a cura de feridas, respostas imunola³gicas e a disseminação potencial do ca¢ncer.

"A maioria das pessoas não morre de ter um tumor prima¡rio", disse Kolade Adebowale, estudante de graduação em engenharia química e membro do programa de pós-graduação da Interface de Biologia Quí­mica (CBI) em Quí­mica, Engenharia e Medicina para a Saúde Humana (ChEM- H) na Universidade de Stanford. "O problema équando as células cancerosas do tumor adquirem a capacidade de criar meta¡stases ou se moverem para diferentes partes do corpo."

Como uma tentativa de avana§ar nos estudos de migração celular , Adebowale e colegas do laboratório de Ovijit Chaudhuri, professor associado de engenharia meca¢nica em Stanford, trabalharam para desenvolver e testar novos tipos de material que imitam de perto o tecido real que circunda as células . Novas descobertas construa­das neste trabalho, publicadas em 19 de abril na Nature Materials , derrubam a visão de "livro dida¡tico" da migração celular e trazem uma melhor visão sobre o impacto das propriedades ela¡sticas e viscosas de um material nas células.

"Descobrimos que faz uma grande diferença se as células cancerosas estãoem um pla¡stico muito ra­gido ou se elas estãoem um material macio e viscoela¡stico, como uma gelatina", disse Adebowale, que éo principal autor do artigo. "Isso se soma a muitas evidaªncias recentes de que o comportamento do câncer não éapenas sobre as células cancerosas - étambém sobre o ambiente com o qual as células cancerosas interagem."

A migração celular étradicionalmente estudada em um pedaço de pola­mero ra­gido e transparente chamado " pla¡stico de cultura de tecidos " ou hidrogeis ela¡sticos, como lentes de contato gelatinosas . Com base nesses estudos, a crena§a atual éque as células não podem migrar em hidroganãis que são muito moles. No entanto, os pesquisadores pretendem imitar os tecidos biola³gicos da vida real nos quais as células migram - que são macios e não puramente ela¡sticos, como um ela¡stico, mas viscoela¡sticos.

"Eles são materiais sãolidos, mas também tem caracteri­sticas viscosas e la­quidas que permitem que fluam em escalas de tempo mais longas", disse Adebowale.

Exemplos de materiais viscoela¡sticos como os criados para a pesquisa incluem massa de pa£o, mussarela e massa torta, segundo Chaudhuri. Esses materiais inicialmente resistem a  deformação, como um material ela¡stico, mas relaxam viscamente essa resistência com o tempo.

Quando os pesquisadores estudaram o movimento das células cancerosas em seu substrato mais semelhante a tecido , os resultados contradiziam as expectativas existentes.

"Descobrimos que quando o substrato éviscoela¡stico, as células podem migrar de forma bastante robusta, mesmo que seja macio", disse Chaudhuri, que éo autor saªnior do artigo.

Nãoapenas o estudo descobriu que as células podem migrar em substratos viscoela¡sticos macios, os pesquisadores também descobriram que o movimento de migração éaºnico. Em umasuperfÍcie ra­gida 2D, como o pla¡stico de cultura de tecido, as células aderem a superfÍcie e formam uma protrusão em forma de leque. Essa saliaªncia, chamada de lamelipa³dio, impulsiona o movimento para a frente, estendendo a borda de ataque para a frente e empurrando para fora dasuperfÍcie. Nos materiais viscoela¡sticos que a equipe criou, as células não se espalharam tão extensivamente. Em vez disso, eles usaram protrusaµes finas em forma de espinhos, chamadas filopa³dios, para impulsionar seus movimentos. Além disso, seus experimentos mostraram que as células usam o que échamado de "embreagem molecular" para migrar nos substratos.

"Imagine que vocêestãose movendo no gelo. Se vocênão tiver aderaªncia suficiente ao gelo e tentar correr, não ira¡ a lugar nenhum", disse Chaudhuri. "Vocaª realmente precisa de uma pegada forte para empurrar e seguir em frente. a‰ isso que a embreagem molecular faz pelas células."

Canãlulas de migração robusta em pla¡stico ra­gido de cultura de tecidos formam fortes aderaªncias ao substrato. Os autores observaram que as células em substratos viscoela¡sticos macios também são capazes de migrar de forma robusta, mas, o mais importante, essas células são capazes de fazer isso com menos adesaµes fracas - como as células se movem na ponta dos panãs, não em todo o panã.

"Acho que o mais surpreendente foi que a propriedade do material - viscoelasticidade - pode ter um impacto drama¡tico na capacidade de migração das células", disse Adebowale.

O fato de o modo de migração celular que os pesquisadores observaram não ser visto em substratos duros ou apenas ela¡sticos mostra como a viscoelasticidade éessencial para o comportamento das células - e, portanto, importante para replicar em estudos futuros.

"Isso desafia a visão do livro de como entendemos a migração celular", disse Chaudhuri. "As células migram de maneira diferente no tecido viscoela¡stico do que no vidro, placas de Petri de pla¡stico ou ganãis ela¡sticos. Portanto, se quisermos estudar a migração celular, precisamos usar substratos viscoela¡sticos."

Enquanto o estudo analisou a migração de uma única canãlula, as células cancerosas migram como um grupo no corpo e vários esta¡gios de desenvolvimento envolvem o movimento coletivo das células. Em seguida, os pesquisadores esperam responder a  questãode como a viscoelasticidade afeta a migração celular coletiva.