Cientistas do Departamento de Engenharia Biomédica da Texas A&M University estãodesenvolvendo novas maneiras de avana§ar no campo da medicina regenerativa e tratamento do ca¢ncer. Eles estãodesenvolvendo uma nanofolha 2-D 1.000 vezes menor que uma mecha de cabelo.

O Dr. Akhilesh Gaharwar, professor associado, desenvolveu uma nova classe de nanofolhas 2D, dissulfeto de molibdaªnio, que pode adsorver a luz infravermelha próxima (NIR) e modificar o comportamento celular . Essas nanoparta­culas são uma classe emergente de materiais que mostraram propriedades físicas e químicas distintas devido a  sua forma e tamanho exclusivos. Recentemente, algumas nanoparta­culas foram exploradas para aplicações biomédicas devido a  sua capacidade de resposta a  luz. Apesar do forte potencial, as pesquisas de Gaharwar estãoentrando em um novo territa³rio, pois poucos estudos investigaram sua compatibilidade celular e nenhum explorou sua capacidade de modular funções celulares usando a luz.

Para explorar a possibilidade de controlar a resposta celular atravanãs da luz, o grupo de pesquisa de Gaharwar sintetizou uma nanofolha atômica fina que pode adsorver a luz NIR e convertaª-la em calor. A luz NIR pode penetrar profundamente dentro do tecido em comparação com outros tipos de luz, incluindo luz ultravioleta e visível, e pode ser usada para estimular mecanismos naturais de reparo biola³gico em tecidos profundos.

Devido a  alta área desuperfÍcie das nanoparta­culas, elas podem aderir a  membrana externa das células e transmitir um sinal celular ao núcleo, controlando assim seu comportamento. Algumas das nanofolhas também são comidas pelas células e podem influenciar as funções celulares de dentro.

Sua pesquisa foi recentemente apresentada na revista Proceedings da National Academy of Sciences .

Em colaboração com a Dra. Irtisha Singh, professora assistente do Departamento de Medicina Molecular e Celular do Texas A&M Health Science Center, a equipe de Gaharwar usou uma técnica de sequenciamento de próxima geração para decifrar o efeito da luz e / ou nanoparta­culas na regulação gaªnica da células. Imagine uma canãlula como uma tela em branco e a regulação genanãtica como a tinta que transforma a tela em algo aºnico ou interessante. Para células-tronco, isso significaria determinar que tipo de canãlula elas sera£o, como maºsculo, osso, etc. Pequenas agitações na expressão gaªnica, da luz ou dessas nanoparta­culas, podem afetar significativamente as funções dessas células, como movimento, reprodução e expressão.

Os perfis globais de expressão gaªnica das células revelam que a estimulação luminosa da nanofolha pode ter uma influaªncia significativa na migração celular e na cicatrização de feridas. Eles demonstraram que as células cancera­genas tratadas com uma nanofolha e luz não são capazes de se mover livremente, o que éuma boa nota­cia. Isso éimportante, pois o câncer se espalha no corpo passando de um tecido para outro. A combinação da nanosheet e da luz pode fornecer novas abordagens para controlar e regular a migração e as funções celulares.

A equipe descobriu que as nanoparta­culas se ligam a um receptor dasuperfÍcie celular conhecido como integrina, uma protea­na simples com um açúcar ligado. Essas protea­nas integrinas são importantes no funcionamento normal das células, fornecendo informações a s células sobre seus arredores. Se essas protea­nas são cobertas por nanofolhas, elas não podem dizer para as células se moverem, parando efetivamente as células por tempo indeterminado.