Uma simples fatia do dedo envia uma série complexa de interações entre tipos de células em movimento. Dois tipos de células em particular, chamados macrófagos e fibroblastos, trabalham juntos para limpar e reparar as fibras destruídas pelo corte.

Enquanto eles fazem isso, eles influenciam uns aos outros, eles influenciam o ambiente microscópico ao seu redor, e são influenciados por essa reação - tudo na busca silenciosa de curar a ferida.

Mas pouco se sabe sobre esses ambientes e como os macrófagos e fibroblastos auxiliam ou inibem uns aos outros quando se movem através de um ambiente de tecido fibroso e interconectado. Pesquisadores da Virginia Tech publicaram recentemente um estudo relatando conexões e influências até então desconhecidas entre essas células e seus ambientes - um avanço que pode ajudar no desenvolvimento de dispositivos biomédicos que respondem de forma mais eficaz a feridas ou tumores.

"Um aspecto importante de nossa pesquisa é que ela realmente ilustra como todos esses diferentes componentes estão acontecendo dentro do corpo de uma pessoa, "disse Andrew Ford, um Ph.D. estudante de engenharia química e primeiro autor do artigo.

A percepção obtida pela pesquisa da equipe pode orientar o projeto de soluções biomédicas para atacar tumores ou tratar feridas mais rapidamente, manipulando o ambiente dos macrófagos e fibroblastos.

Embora os aplicativos já estejam sendo explorados com essas ideias, a pesquisa publicada recentemente fornece validação, além de um olhar mais atento às interações entre as células e as variáveis ​​de seu ambiente.

Macrófagos e fibroblastos existem no tecido conjuntivo humano, que se encontra sob a camada externa da pele. Este tecido conjuntivo forma um espaço, a matriz extracelular, que fornece suporte estrutural para outros tecidos do corpo.

Dentro desta matriz, os fibroblastos existem para secretar proteínas que se acumulam e reparam o tecido conjuntivo ou separam as matrizes para ajudar a dissolver as proteínas e permitir o movimento. Macrófagos, Contudo, tendem a atacar materiais estranhos ou que pareçam estar no lugar errado.

Ao trabalhar juntos, fibroblastos se formam longos, Túneis 3-D, que são então usados ​​pelos macrófagos para se moverem.

No caso de uma ferida ou corte no dedo, macrófagos se ativam e vão para a ofensiva, devorando os tecidos deslocados do corte. Enquanto isso, os fibroblastos trabalham rapidamente para secretar proteínas e reparar a área danificada.

Na ausência de fibroblastos, os pesquisadores descobriram que os macrófagos eram incapazes de se mover quando o ambiente fibroso estava densamente conectado. Ao operar em fibras comparativamente mais soltas, os fibroblastos alinhavam as fibras de uma maneira que produzia rastros para os macrófagos seguirem.

"Este estudo fornece uma compreensão fundamental sobre como esses dois tipos de células funcionam com cada um para se mover em uma estrutura de tecido interconectada, "disse Padma Rajagopalan, o professor Robert E. Hord Jr. de Engenharia Química e diretor do Programa de Educação de Pós-Graduação Interdisciplinar em Engenharia de Tecidos Computacional.

Os fibroblastos usavam processos químicos e mecânicos para formar túneis e alinhar as fibras. Em seu estudo, os pesquisadores mostraram que os processos químicos podem ter desempenhado um papel mais significativo na formação dos túneis do que os processos mecânicos.

Ambas as células trabalharam juntas para limpar os detritos que resultaram da formação do túnel, mostrando uma coordenação entre essas duas células à medida que se movem em uma estrutura semelhante a um tecido. Juntos, as duas células, guiado pelas condições da matriz extracelular em que existem, podem auxiliar ou inibir um ao outro.

"É todo esse ciclo em cascata, "Ford disse.

A manipulação do ambiente em torno dessas células pode levar a avanços no tratamento de feridas e tumores, especialmente tumores nos tecidos do pulmão e da mama, que mais se assemelham às condições da fibra na configuração experimental.