À primeira vista, um par de imagens premiadas criadas pela pesquisadora de pós-graduação da University of Southampton Catarina Moura parecem ter um tema sazonal. Mas olhe mais de perto e você verá que as partes componentes das fotos (ou micrografias) de uma árvore de Natal e guirlanda sazonal são na verdade compostas de células-tronco criadas usando técnicas inovadoras de imagem baseadas em laser usadas como parte de um programa de pesquisa de medicina regenerativa em Southampton.

Os objetos circulares verdes nas fotos são células de colágeno e os 'pontos' vermelhos são células de gordura, ambos extraídos da medula óssea humana que Catarina tem colorido eletronicamente para realçar seus detalhes. Normalmente, as células de colágeno que aparecem verdes nas imagens da árvore e coroa de Catarina seriam mais azuis, mas, ela diz, as células de gordura certamente pareceriam vermelhas com os lasers usados. "Eu escolhi verde para as fibras de colágeno em minhas imagens porque quando você usa a técnica de rotulagem normalmente você usa uma mancha que fica fluorescente como verde e, porque um cientista normalmente se relacionaria com essa cor verde ao olhar para as fibras de colágeno rotuladas, Decidi usar a mesma cor e criar algo mais festivo ao mesmo tempo, "diz Catarina.

Trabalhando com Biólogos Esqueléticos no Hospital Geral de Southampton, Catarina está investigando novas técnicas ópticas para monitorar o desenvolvimento das células, usado em novas abordagens de medicina regenerativa - neste caso, para criar e cultivar cartilagem a partir de células-tronco humanas. Seu PhD está focado no desenvolvimento de uma nova abordagem de imagem sem rótulo para avaliar células-tronco humanas e regeneração esquelética de forma não destrutiva e não invasiva.

"Estou trabalhando com o professor Richard Oreffo e o Dr. Rahul Tare do Centro de Desenvolvimento Humano da Universidade, Células-tronco e regeneração que estão tentando criar e cultivar cartilagem no laboratório usando células-tronco do próprio paciente (autólogas) para serem implantadas de volta no paciente caso tenham um defeito na cartilagem, ", explica ela." Minha parte do projeto é desenvolver e usar técnicas para facilitar o acompanhamento do desenvolvimento das células em cartilagem em tempo real, o que é importante saber se e quando você pode usá-lo para o paciente. Se for bem sucedido, você pode usar a mesma cartilagem para criar o novo tecido, por isso é muito importante que façamos o monitoramento correto. "

As técnicas tradicionais envolvem rotular ou injetar as células com manchas ou fluoróforos - compostos fluorescentes que 'brilham' quando expostos à luz - para detectar suas estruturas intrincadas. Sob a tutela de seu orientador de doutorado, Sumeet Mahajan de Southampton, Professor de Biofotônica Molecular e Imagem em Química e Instituto de Ciências da Vida (IfLS), Catarina está usando lasers ultrarrápidos para obter o mesmo efeito, mas de uma forma menos invasiva.

"As técnicas tradicionais para detectar se a cartilagem está se desenvolvendo podem ser prejudiciais e, em muitos casos, destrutivo, "Catarina explica." Nosso processo nunca foi usado antes. O que estamos tentando fazer é apresentar as técnicas de biologia normalmente usadas em química ou física, usando propriedades químicas ou estruturais inerentes às células-tronco humanas. Atualmente, para validação, ainda precisamos fazer os exercícios padrão junto com nossas novas técnicas para poder comparar os dois conjuntos de resultados e, claro, usando lasers ultrarrápidos, precisamos garantir que tudo esteja otimizado antes de ir para a clínica, especialmente o tempo de exposição.

"A grande vantagem de nossas abordagens de imagem baseada em laser sem manchas é que você pode usar a amostra de células-tronco sem ter que interromper o processo de desenvolvimento em tempo real, você não precisa realizar nenhuma interrupção celular e não há fotodegradação (desbotamento), que é bastante comum com material fluorescente, "Catarina se entusiasmou." Basta colocar a cartilagem da bioengenharia sob o microscópio e você tem a imagem. "

O professor Richard Oreffo acrescentou:"Crucialmente, ao contrário dos métodos baseados em coloração padrão atuais, a abordagem de imagem sem manchas pode ser traduzida para a clínica, uma vez que as células-tronco não são danificadas ou interrompidas de nenhuma forma. Portanto, a tecnologia pode ser usada para avaliar objetivamente o desenvolvimento e examinar as células-tronco para ter certeza absoluta antes de usá-las para terapia. "

Professor Mahajan, concluiu:"Este trabalho exemplifica perfeitamente a pesquisa interdisciplinar entre docentes altamente estimulante que está expandindo os limites para alcançar alto impacto. O financiamento do doutorado pelo Instituto de Ciências da Vida de Catarina da Universidade deu início à colaboração entre Richard e Rahul no Instituto de Ciências do Desenvolvimento e nós, que de outra forma poderia ter sido difícil, que levou a resultados empolgantes, algumas imagens impressionantes e percepções que têm o potencial de mudar a vida das pessoas usando a terapia com células-tronco. "