Notícia

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

Usando estimulação mecânica, cientistas japoneses conseguem reproduzir forma esférica de tecido do olho de camundongo

 

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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