Estima-se que 476.000 americanos sejam infectados a cada ano com a doença de Lyme, uma condição que causa uma ampla gama de sintomas que incluem febre, erupção cutânea e dor nas articulações, bem como efeitos no sistema nervoso central e no coração. Embora seja do conhecimento comum que a Borrelia burgdorferi - a bactéria que causa a doença - entra no corpo através da picada de um carrapato de veado infectado, a forma como a bactéria consegue migrar dessa picada para a corrente sanguínea de uma pessoa não foi claramente compreendida.

Os engenheiros da Johns Hopkins podem ter encontrado a resposta. Usando um modelo de engenharia de tecido tridimensional projetado sob medida, eles aprenderam que B. burgdorferi usa movimentos tenazes de tentativa e erro para encontrar e deslizar através de pequenas aberturas chamadas junções no revestimento dos vasos sanguíneos perto do local original da picada. Isso permite que eles peguem carona na corrente sanguínea por todo o corpo, potencialmente infectando outros tecidos e órgãos. Seus resultados aparecem hoje na Advanced Science .

“Nossas observações mostraram que, se as bactérias não encontrassem uma dessas junções na primeira tentativa, continuariam procurando até que uma fosse encontrada”, disse o líder da equipe Peter Searson , professor do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Whiting School of Engineering e núcleo pesquisador do Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology . “As bactérias passam uma ou duas horas usando esse comportamento para encontrar o caminho para os vasos sanguíneos, mas uma vez lá, elas estão em circulação em questão de segundos”.

A equipe injetou seu modelo tridimensional, que simula um vaso sanguíneo humano e seu tecido dérmico circundante, com a bactéria, simulando uma picada de carrapato, e usou uma técnica de imagem óptica de alta resolução para observar seus movimentos. Eles observaram que, embora o tecido no local original da picada fosse um obstáculo para as bactérias em forma de espiral superarem, pouco esforço era necessário para que penetrassem nas junções e entrassem na corrente sanguínea.

"Já criamos modelos vasculares de outros tecidos de engenharia de tecidos, então aplicamos o que aprendemos para criar um modelo de tecido dérmico para estudar o comportamento e os mecanismos de disseminação de patógenos transmitidos por vetores", disse Searson.

A doença de Lyme é prevalente na América do Norte, Europa e Ásia e, embora os tratamentos com antibióticos sejam eficazes, alguns pacientes apresentam sintomas que podem persistir por meses e, em alguns casos, anos. A equipe de Hopkins diz que entender como o B. burgdorferi se espalha pelo corpo pode ajudar a informar os tratamentos para evitar que as bactérias da picada inicial entrem em outros tecidos e órgãos.

"Também acreditamos que o tipo de modelo de engenharia de tecido humano que criamos pode ser amplamente aplicado para visualizar os detalhes dos processos dinâmicos associados a outras doenças transmitidas por vetores e não apenas à doença de Lyme", disse Searson.