p Em um mundo nítido e pontiagudo, a cicatrização de feridas é um processo crítico e maravilhoso. Apesar de uma quantidade enorme de estudos científicos, muitos mistérios pendentes ainda cercam a maneira como as células dos tecidos vivos respondem e reparam os danos físicos. p Um mistério proeminente é exatamente como a cura de feridas é desencadeada:uma melhor compreensão desse processo é essencial para o desenvolvimento de métodos novos e aprimorados para o tratamento de feridas de todos os tipos.

p Usando um ultrarrápido, laser ultravioleta ultrapreciso, uma equipe de físicos e biólogos da Universidade de Vanderbilt deu um passo importante para entender a natureza desses sinais de gatilho. Seus novos insights são descritos em um artigo intitulado "Múltiplos mecanismos impulsionam a dinâmica do sinal de cálcio em torno de feridas epiteliais induzidas por laser", publicado em 3 de outubro pela Biophysical Journal .

p Pesquisas anteriores determinaram que os íons de cálcio desempenham um papel fundamental na resposta da ferida. Isso não é surpreendente, porque a sinalização de cálcio tem um impacto em quase todos os aspectos da vida celular. Então, os pesquisadores - chefiados pelo professor de física e ciências biológicas Shane Hutson e pela professora associada de biologia celular e do desenvolvimento Andrea Page-McCaw - direcionaram células nas costas de pupas de mosca-das-frutas que expressavam uma proteína que fica fluorescente na presença de íons de cálcio. Isso permitiu que eles rastreassem as mudanças nas concentrações de íons de cálcio nas células ao redor das feridas em tecidos vivos (em oposição às culturas de células usadas em muitos estudos anteriores de resposta a feridas) e fazer isso com um método sem precedentes, precisão de milissegundos.

p A equipe criou feridas microscópicas na camada epitelial da pupa usando um laser que pode ser focado em um ponto pequeno o suficiente para perfurar orifícios microscópicos em células individuais (menos de um milionésimo de metro). A precisão do laser permitiu que eles criassem feridas repetíveis e controláveis. Eles descobriram que mesmo o mais breve dos pulsos na faixa de nanossegundo a femtossegundo produziu uma explosão microscópica chamada bolha de cavitação poderosa o suficiente para danificar as células próximas.

p "Como resultado, o dano que os pulsos de laser produzem é bastante semelhante a um ferimento de punção cercado por um ferimento por esmagamento - trauma contuso em termos forenses - então nossas observações devem se aplicar a feridas mais comuns, "disse a primeira autora Erica Shannon, estudante de doutorado em biologia do desenvolvimento.

p Os pesquisadores estavam testando duas hipóteses predominantes para o gatilho de resposta à ferida. Uma é que as células danificadas e moribundas liberam proteínas no fluido extracelular que as células circundantes sentem, fazendo com que aumentem seus níveis internos de cálcio. Este aumento da concentração de cálcio, por sua vez, desencadeia sua transformação de uma forma estática para uma forma móvel, permitindo que eles comecem a selar a ferida. A segunda hipótese propõe que o sinal de gatilho se espalha de célula para célula por meio de junções comunicantes, conexões intercelulares especializadas que ligam diretamente duas células em pontos onde elas se tocam. Estas são portas microscópicas que permitem que as células vizinhas troquem íons, moléculas e impulsos elétricos de forma rápida e direta.

p "O que é extremamente empolgante é que encontramos evidências de que as células usam os dois mecanismos, "disse Shannon." Acontece que as células têm várias maneiras diferentes de sinalizar lesões. Isso pode permitir que eles diferenciem entre diferentes tipos de feridas. "Os experimentos revelaram que a criação de uma ferida gera uma série complexa de sinais de cálcio no tecido circundante:

• Primeiro, ocorre um rápido influxo de cálcio nas células imediatamente ao redor da ferida. Isso corresponde à pegada da bolha de cavitação. Os níveis de cálcio no líquido extracelular são muito mais altos do que dentro das células. Devido à rapidez com que ocorre (menos de um décimo de segundo), os pesquisadores argumentam que esse influxo é causado por microrrupturas nas membranas celulares rasgadas pela força da microexplosão;
• Próximo, de curta duração, onda de curto alcance se espalha através de células vizinhas saudáveis. Quanto maior a ferida, quanto mais rápido a onda se espalha. A velocidade com que a onda se move sugere que ela viaja através das junções comunicantes e é composta por íons de cálcio ou alguma outra pequena molécula sinalizadora.
• Cerca de 45 segundos após o ferimento, uma segunda onda aparece. Esta onda se move muito mais lentamente do que a primeira onda, mas se espalha consideravelmente mais longe. Os pesquisadores interpretam isso como significando que ele está sendo espalhado por moléculas maiores, provavelmente proteínas especiais de sinalização, que se difundem mais lentamente do que os íons. Contudo, eles alertam que mais experimentos são necessários para confirmar esta suposição. A segunda onda ocorre apenas quando as células são mortas, não quando eles estão apenas danificados, sugerindo que depende da extensão do dano.
• As duas primeiras ondas espalham-se de forma relativamente simétrica pelo tecido. Após a segunda onda, Contudo, a área de alta concentração de cálcio começa a enviar "erupções" - fluxos direcionais de captação de cálcio que se espalham mais para o tecido circundante. Cada flare dura dezenas de segundos e novos flares continuam iniciando por mais de 30 minutos após a lesão.

p "Assim que entendermos esses mecanismos de gatilho, deve ser possível encontrar maneiras de estimular o processo de cicatrização de feridas em pessoas com doenças, como diabetes, que retarda o processo ou mesmo para acelerar a cicatrização normal de feridas, "disse Hutson.