Cientistas da Universidade de Newcastle desenvolveram um sistema biológico que permite às células formarem a forma desejada, moldando o material ao seu redor - em primeiro lugar, criando uma córnea autocurvável.
A córnea é a camada externa transparente na frente do globo ocular.
Na pesquisa, um círculo plano de gel contendo células do estroma da córnea (células-tronco) foi ativado com um soro para que as bordas do gel se contraíssem em uma taxa diferente para o centro, desenhar a borda ao longo de 5 dias para formar uma córnea curva em forma de tigela.
A pesquisa é publicada em Materiais Funcionais Avançados e foi liderado pelo professor Che Connon, professor de engenharia de tecidos, Newcastle University. Ele diz:“Atualmente há uma escassez de córneas doadas que piorou nos últimos anos, como eles não podem ser usados por qualquer pessoa que tenha feito cirurgia ocular a laser, precisamos explorar alternativas como essas córneas com curvatura automática.
"As células são acionadas para formar uma estrutura 3-D complexa, mas como isso requer tempo para ocorrer, a quarta dimensão nesta equação, nós as rotulamos como estruturas 4-D. "
A formação 4-D é alcançada pelo uso inovador de células como atuadores biológicos, componentes que movimentam as peças. Nesse caso, as próprias células forçam o tecido circundante a se mover de uma maneira predeterminada ao longo do tempo.
O gel, compreendendo colágeno e células da córnea encapsuladas, foi disposto em dois círculos concêntricos. A formação da forma curva que tem uma estrutura em forma de tigela foi obtida adicionando moléculas chamadas anfifílicas peptídicas a qualquer um dos círculos.
Em um anel, as células ativas puxavam a estrutura interna do gel (alta contração), na outra, puxavam essas moléculas anfifílicas de peptídeo (baixa contração). Essa diferença de contração entre os dois anéis concêntricos causou a curvatura do gel. Isso aconteceu porque as células preferiram se ligar às moléculas anfifílicas do peptídeo em vez da estrutura interna dos géis.
O professor Connon acrescentou:"Porque todo o processo foi orquestrado pelas próprias células, podemos imaginá-los como bio-máquinas que remodelam essas estruturas por dentro.
"A tecnologia e a compreensão que desenvolvemos têm um enorme potencial, pois essas córneas mostram que a forma do tecido projetado pode ser controlada por atuadores de células. Isso pode nos levar a imaginar um futuro onde tal abordagem pode ser combinada com a cirurgia de buraco de fechadura, permitindo ao cirurgião implantar tecido em uma forma que então se desenvolve em uma forma mais complexa, forma funcional dentro do corpo, impulsionado pelo comportamento das próprias células. "
Dra. Martina Miotto, O autor principal do artigo explicou:"Este é um exemplo de ponta da relação estrita entre forma e função, uma vez que a pesquisa também mostrou que as propriedades biomecânicas e bifuncionais dessas estruturas 4-D reproduziam as do tecido nativo, com células-tronco epiteliais limbais da córnea indiferenciadas localizadas no limbo mais macio e o epitélio diferenciado abrangendo o centro mais rígido da córnea anterior. "
A equipe pretende levar o trabalho adiante nos próximos anos com o objetivo de aprimorar a técnica como potencial método de fabricação de córneas para transplante humano.
