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Cientistas usam nanorrobôs para estimular a transformação de células-tronco em células ósseas

Fonte

Centro de Comunicação Corporativa,TUM

Publicação Original

Universidade Técnica de Munique

Áreas

Bioengenharia, Biomateriais, Biomecânica, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Engenharia de Tecidos, Genética, Microbiologia, Nanotecnologia

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Resumo

Os nanorrobôs desenvolvidos pela equipe da Dra. Berna Özkale – professora de Nano e Microrrobótica e chefe do Laboratório de Bioengenharia Microbiótica da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha – são compostos por minúsculas hastes de ouro e cadeias de polímeros. Vários milhões deles ficam dentro de uma almofada de gel com apenas 60 micrômetros de diâmetro, juntamente com algumas células-tronco humanas.

Alimentados e controlados por luz laser, os nanorrobôs, em formato esférico, estimulam mecanicamente as células-tronco, exercendo pressão sobre elas. “Aquecemos o gel localmente e usamos nosso sistema para determinar com precisão a força com que os nanorrobôs pressionam a célula, estimulando-a”, explicou a professora.

Essa estimulação mecânica desencadeia processos bioquímicos na célula: os canais iônicos alteram suas propriedades e proteínas são ativadas, incluindo uma proteína particularmente importante para a formação óssea.

Se a estimulação for realizada no ritmo correto e com a força adequada, uma célula-tronco pode ser induzida de forma confiável a se desenvolver em uma célula óssea em três dias. O processo todo pode ser concluído em três semanas.

A equipe de pesquisa produziu células ósseas usando células-tronco mesenquimais, que têm aproximadamente de 10 a 20 micrômetros de tamanho e são capazes de se desenvolver em células ósseas, cartilaginosas ou musculares, por exemplo.

“Desenvolvemos uma tecnologia que permite que forças sejam aplicadas à célula com muita precisão em um ambiente tridimensional”, destacou a pesquisadora. “Isso representa um avanço sem precedentes na área”. Os pesquisadores acreditam que esse método pode até ser usado para produzir cartilagem e células cardíacas a partir de células-tronco humanas.

Para tratamentos, os médicos precisarão, em última análise, de muito mais células diferenciadas – cerca de um milhão. “É por isso que o próximo passo é automatizar nosso processo de produção para que possamos produzir mais células e mais rapidamente”, concluiu a Dra. Berna Özkale.

Os resultados da pesquisa foram publicados nas revistas científicas Small Science e Advanced Materials.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Berna Özkale

Professora de Nano e Microrrobótica e chefe do Laboratório de Bioengenharia Microbiótica da Universidade Técnica de Munique (TUM)

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Advanced Materials (em inglês).

Mais Informações

Acesse também o artigo completo publicado na revista Small Science (em inglês).

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).

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