Acima: Um estudo da Universidade de Minnesota fornece a primeira prova de uma teoria de 1982 de que a resistência meca¢nica (a rigidez das fibras) desempenha um papel fundamental no controle do movimento das células. A descoberta pode ter um grande impacto na medicina regenerativa e na pesquisa do ca¢ncer. Crédito: Grupo Tranquillo, Universidade de Minnesota

A pesquisa foi publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), um peria³dico cienta­fico multidisciplinar revisado por pares.

O movimento celular direcionado , ou o que os cientistas chamam de "orientação do contato celular", refere-se a um fena´meno no qual a orientação das células éinfluenciada pelo alinhamento das fibras nos tecidos moles. As células tem saliaªncias, quase como vários pequenos braa§os, que as movem dentro do tecido. As células obviamente não tem olhos para sentir para onde estãoindo, então entender os mecanismos de como elas alinham seu movimento com as fibras éconsiderado pelos pesquisadores como uma fronteira final no controle da migração celular.

"a‰ como se alguém jogasse vocêem uma piscina cheia de águae milhares de cordas finas alinhadas ao longo do comprimento da piscina e lhe dissesse para nadar e depois desligasse as luzes", disse Robert Tranquillo, o pesquisador saªnior sobre o estudo e um professor da Universidade de Minnesota no Departamento de Engenharia Biomédica e no Departamento de Engenharia Quí­mica e Ciência dos Materiais. "Vocaª estenderia os braa§os e as pernas para tentar se mover na águae descobrir a direção certa usando as cordas."

As células precisam se mover por vários motivos. Eles devem se mover para os lugares certos em um embria£o em desenvolvimento para se tornarem os tipos de células certos. Na cicatrização de feridas, as células da pele precisam entrar em coa¡gulos de sangue de forma eficiente para converter a ferida em uma cicatriz. E a pesquisa mostra que quando as células cancerosas migram dos tumores sãolidos para se espalharem por todo o corpo, elas estãoseguindo os rastros de uma linha de fibras. Em anos mais recentes, os pesquisadores descobriram que a orientação por contato éo mecanismo celular subjacente pelo qual eles podem fazer tecidos projetados para a medicina regenerativa crescerem, reparar ou substituir células, órgãos ou tecidos danificados ou doentes.

"Embora usemos orientação de contato celular para muitos processos em meu laboratório para projetar tecidos para imitar va¡lvulas carda­acas e vasos sangua­neos, o sinal que induz o movimento celular em uma rede de fibra alinhada não foi claro para nostodos esses anos", disse Tranquillo , um distinto professor da Universidade McKnight.

Neste novo estudo que visa compreender a orientação de contato e melhorar a engenharia de tecidos , a equipe de Tranquillo fez parceria com pesquisadores da University of California, Irvine e University of California, Los Angeles para testar a resistência meca¢nica (a rigidez das fibras) em duas direções diferentes em ganãis de fibras alinhadas para ver se esse era um fator importante no movimento das células, em vez da porosidade das fibras ou da adesão (pegajosidade) das fibras.

"Usando um conjunto especial de ferramentas que antes não estavam disponí­veis para nós, fomos capazes de testar células da pele que consideramos um 'cavalo de trabalho' para o desenvolvimento de tecidos modificados", disse Tranquillo. “O que descobrimos éque quando reticulamos as fibras (conectando-as nas interseções) e aumentamos a diferença de rigidez nas duas direções, mas mantivemos todos os outros fatores iguais, as células se alinharam melhor. Isso éuma evidência de que a a diferença direcional na resistência meca¢nica da rede de fibra influencia a orientação e o movimento da canãlula. "

Esta éa primeira vez que alguém consegue provar um aspecto importante da teoria da orientação por contato proposta pela primeira vez por Graham Dunn no King's College em Londres em 1982, disse Tranquillo.

Os pra³ximos passos são estudar a porosidade e a adesão das fibras para ver se elas impactam no movimento celular , além de estudar outros tipos de células.

"Este éapenas o primeiro passo para entender verdadeiramente como as células se movem", acrescentou Tranquillo. "Se pudermos aprender mais sobre como as células se movem, isso podera¡ mudar o jogo em muitos campos cienta­ficos."