Notícia

Estudo mostra a possibilidade de controlar a forma de órgãos desenvolvidos com medicina regenerativa

Universidade de Quioto, Eiraku Lab

Fonte

Universidade de Quioto

Data

terça-feira, 4 dezembro 2018 11:15

Áreas

Biotecnologia. Biologia Celular e Molecular. Medicina Regenerativa.

Para desenvolver um novo órgão, que possa ser usado em um transplante, é necessário pensar em 3D. Este é um dos papéis da chamada Medicina Regenerativa.

Usando células-tronco, cientistas já há algum tempo conseguiram produzir partes de órgãos em laboratório, mas a ciência ainda está longe de desenvolver um novo órgão tridimensional real, totalmente formado e funcionando. Para vencer este desafio, quem estuda medicina regenerativa e biologia do desenvolvimento sabe que é necessário compreender como as células se deformam e se movem para formar órgãos e tecidos corporais.

Uma equipe de pesquisa do Instituto de Ciências Médicas da Universidade de Quioto, no Japão, ganhou um novo entendimento sobre como células submetidas a esforços mecânicos podem criar a estrutura esférica do olho. A equipe descobriu que as células individuais juntas formam uma estrutura primordial semelhante a um copo – detectando forças mecânicas resultantes da deformação de todo o tecido.  Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Science Advances.

“No passado, conseguimos fazer o cálice óptico cultivando células-tronco embrionárias (ES). Para formar uma esfera, o tecido precisava primeiro se projetar do tecido cerebral primordial e depois invaginar para dentro”, explica o Dr. Satoru Okuda, da Universidade de Quioto. “Mas como as células individuais se comportavam e se modulavam para formar essa forma não estavam claras”, continua o pesquisador.

A equipe desenvolveu uma simulação computacional que calcula a formação de estruturas de tecido tridimensionais. Usando esse conhecimento e dados experimentais que já tinham, eles construíram um precursor de olho virtual e foram capazes de prever a condução física das células formadoras da esfera. As descobertas mostraram que, durante a formação do cálice óptico, um padrão de diferenciação celular – empurrando as células para a forma da taça – é gerado, fazendo com que uma parte das células se dobre espontaneamente no tecido. Essa força causada pela “auto-flexão” se propaga até a região limítrofe, onde outras células recebem esta tensão. “A combinação da deformação do tecido e da deformação no limite do cálice óptico gera uma articulação que empurra ainda mais as células para a flexão, levando à estrutura em forma de cálice”, continua o Dr. Satoru Okuda.

Utilizando células ES de camundongo em cultura, a equipe aplicou tensão mecânica em pontos específicos e ficou satisfeita ao detectar as respostas de cálcio, o feedback mecânico e as mudanças na forma das células que foram precistas nas simulações. Essas descobertas revelam um novo papel para as forças mecânicas na formação de órgãos, o que é crucial na formação de tecidos complexos.

A equipe continuará investigando essas forças, buscando conquistar avanços no campo da medicina regenerativa. “A nossa pesquisa mostra a possibilidade de controlar as formas de órgãos feitos in vitro – usando estimulação mecânica adequada – mas as técnicas atuais ainda são limitadas. Esperamos melhorar a precisão das nossas simulações e recriar tecidos e órgãos mais complexos no futuro”, conclui o cientista chefe Dr. Mototsugu Eiraku.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia na página da Universidade de Quioto (em inglês).

Fonte: Universidade de Quioto. Imagem: Universidade de Quioto, Eiraku Lab.

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