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Bioengenheiros programam células para se transformarem em formas 3D

Cientistas replicaram alguns dos processos que fazem com que as células dobrem, enrolem e ondulem à medida que se tornam carne. Publicando suas descobertas recentemente na revista Developmental Cell, pesquisadores dos campus da Universidade da Califórnia em Berkeley e São Francisco disseram que sua descoberta foi um grande passo no crescimento de tecidos e órgãos e no desenvolvimento de novas terapias médicas no futuro.
“Estou realmente interessado em como as células se auto-organizam em tecidos e órgãos”, disse Zev Gartner, do Centro de Construção Celular da universidade, e autor sênior do artigo. “Se queremos construir com a biologia, essa é a linguagem de engenharia que precisamos aprender.”

A chave para a descoberta de Gartner e seus colegas foram as células-tronco mesenquimais, que, segundo ele, ligam outras células umas às outras da mesma forma que a argamassa segura tijolos. Eles estudaram as células do trato digestivo do rato, observando como as células empurravam e puxavam o colágeno – o tipo mais prevalente de proteína nos animais – para formas que eventualmente se tornariam vilosidades, ou pequenas projeções nos intestinos que ajudariam a absorver nutrientes.

No laboratório, eles colocaram células mesenquimais de camundongos e humanos em fibras de colágeno que eram tão longas quanto um centímetro, e então observaram as fibras se transformarem em diferentes formas. “Acontece mais de duas horas. É muito rápido ”, disse ele. “Eu estava totalmente deslumbrado.”

Eles também descobriram como prever as formas que as células criariam com base em sua colocação no colágeno e em outros fatores, produzindo envoltórios, tubos e desenhos abstratos como o Miura fold, um popular design de origami.

Eles também colocaram outras células, como células endoteliais de veias umbilicais humanas, no colágeno e descobriram que elas também se dobrariam e, em certas circunstâncias, ajudariam a construir novas formas.

Por último, propositadamente introduziram erros e desafios para impedir que as células mesenquimais dobrassem o colágeno. Mas muitas vezes as células continuaram a dobrar, sugerindo que elas eram robustas o suficiente para mais engenharia no futuro.

Gartner imaginou um dia amarrar as células para formar órgãos e outros tecidos.

“Uma única célula mesenquimal pode mudar a arquitetura do colágeno ao redor”, disse ele. “Mas grandes redes dessas células que se conectam espacialmente, centenas de milhares dessas células trabalhando juntas, organizadas de certas maneiras, podem agora fazer coisas realmente incríveis, dobrando esses tecidos em padrões realmente elaborados e bonitos.”

A criação de novos órgãos abre as portas para transplantes, medicamentos personalizados, testes para curar doenças e pesquisas sobre como e por que os tecidos crescem incorretamente. Para obter tecidos de teste comensurados, a tecnologia atual exige que os pesquisadores clonem um organismo, depois colhem os órgãos do clone – uma abordagem eticamente questionável. A impressão tridimensional também pode produzir versões de órgãos, mas eles geralmente ainda não podem ser chamados de duplicatas de suas contrapartes cultivadas organicamente.

“Haverá que haver algum tipo de engenharia desses tecidos, seja em outros organismos ou biorreatores que fabricamos em um prato”, disse Gartner. “Para fazer isso, vamos ter que entender como o desenvolvimento funciona.”

Fonte – John Dyer para Seeker