p Dentro do seu corpo, o movimento celular desempenha um papel crucial em muitos processos biológicos significativos, incluindo a cicatrização de feridas, respostas imunológicas e a propagação potencial do câncer. p "A maioria das pessoas não morre de ter um tumor primário, "disse Kolade Adebowale, um estudante de graduação em engenharia química, e membro do programa de pós-graduação Chemical Biology Interface (CBI) em Química, Engenharia e Medicina para a Saúde Humana (ChEM-H) na Universidade de Stanford. "O problema é quando as células cancerosas do tumor adquirem a capacidade de criar metástases ou se moverem para diferentes partes do corpo."

p Como uma tentativa de avançar nos estudos de migração celular, Adebowale e colegas do laboratório de Ovijit Chaudhuri, professor associado de engenharia mecânica em Stanford, trabalharam para desenvolver e testar novos tipos de material que imitam de perto o tecido real que envolve as células. Novas descobertas construídas neste trabalho, publicado em 19 de abril em Materiais da Natureza , reverter a visão de "livro didático" da migração celular e trazer uma melhor compreensão do impacto das propriedades elásticas e viscosas de um material nas células.

p "Descobrimos que faz uma grande diferença se as células cancerosas estão em um plástico muito rígido ou se elas estão em um material macio e viscoelástico, como uma gelatina, "disse Adebowale, quem é o autor principal do artigo. "Isso se soma a muitas evidências recentes de que o comportamento do câncer não é apenas sobre as células cancerosas - é também sobre o ambiente com o qual as células cancerosas interagem."

p Como massa boba

p A migração celular é tradicionalmente estudada em um disco pedaço transparente de polímero denominado "plástico de cultura de tecidos" ou hidrogéis elásticos, como lentes de contato gelatinosas. Com base nesses estudos, a crença atual é que as células não podem migrar em hidrogéis muito moles. Contudo, os pesquisadores pretendem imitar os tecidos biológicos da vida real nos quais as células migram - que são macios e não puramente elásticos, como um elástico, mas viscoelástico.

p "São materiais sólidos, mas também têm características viscosas e líquidas que permitem que fluam em escalas de tempo mais longas, "Adebowale disse.

p Exemplos de materiais viscoelásticos como os criados para a pesquisa incluem massa de pão, mussarela e massa tola, de acordo com Chaudhuri. Esses materiais inicialmente resistem à deformação, como um material elástico, mas relaxe viscamente essa resistência com o tempo.

p Quando os pesquisadores estudaram o movimento das células cancerosas em seu substrato mais semelhante a tecido, os resultados contradiziam as expectativas existentes.

p "Descobrimos que quando o substrato é viscoelástico, as células podem migrar de forma bastante robusta, mesmo que seja macio, "disse Chaudhuri, quem é o autor sênior do artigo.

p Não só o estudo descobriu que as células podem migrar em soft, substratos viscoelásticos, os pesquisadores também descobriram que o movimento de migração é único. Em um stiff, Superfície 2D como plástico de cultura de tecidos, as células aderem à superfície e formam uma protuberância em forma de leque. Esta saliência, chamado lamelipódio, impulsiona o movimento para a frente, estendendo a vanguarda para a frente e empurrando para fora da superfície. Nos materiais viscoelásticos que a equipe criou, as células não se espalharam tão extensivamente. Em vez de, eles usaram fino, protrusões semelhantes a espinhos, chamadas filopódios, para impulsionar seu movimento. Avançar, seus experimentos mostraram que as células usam o que é chamado de "embreagem molecular" para migrar nos substratos.

p "Imagine que você está se movendo no gelo. Se você não tiver aderência suficiente ao gelo, e tente correr, você não vai a lugar nenhum, "disse Chaudhuri." Você realmente precisa de um aperto forte para empurrar e seguir em frente. Isso é o que a embreagem molecular faz pelas células. "

p Células de migração robusta em plástico rígido de cultura de tecidos formam fortes aderências ao substrato. Os autores observaram que as células macias, substratos viscoelásticos também são capazes de migrar de forma robusta, mas, importante, essas células são capazes de fazer isso com menos, adesões fracas - como as células se movendo na ponta dos pés, não o pé inteiro.

p "Acho que o mais surpreendente foi que a propriedade do material - viscoelasticidade - pode ter um impacto tão dramático na capacidade de migração das células, "disse Adebowale.

p Viscoelasticidade e cultura celular

p O fato de o modo de migração celular que os pesquisadores observaram não ser visto em substratos duros ou apenas elásticos mostra como a viscoelasticidade é essencial para o comportamento das células - e, portanto, importante para replicar em estudos futuros.

p "Isso desafia a visão do livro de como entendemos a migração celular, "disse Chaudhuri." As células migram de forma diferente no tecido viscoelástico do que no vidro, placas de petri de plástico ou géis elásticos. Então, se quisermos estudar a migração celular, precisamos usar substratos viscoelásticos. "

p Enquanto o estudo analisou a migração de uma única célula, as células cancerosas migram como um grupo no corpo e vários estágios de desenvolvimento envolvem o movimento coletivo das células. Próximo, os pesquisadores esperam responder à questão de como a viscoelasticidade impacta a migração celular coletiva.