Pesquisadores de Bochum e Dortmund criaram um ambiente celular artificial que poderia promover a regeneração dos nervos. Normalmente, as lesões no cérebro ou na medula espinhal não cicatrizam facilmente devido à formação de cavidades cheias de líquido e cicatrizes que impedem a regeneração dos tecidos.



Um ponto de partida para a investigação médica é, portanto, preencher as cavidades com uma substância que ofereça às células estaminais neurais condições óptimas para a proliferação e diferenciação. A equipe da Ruhr University Bochum e da TU Dortmund University, ambas na Alemanha, mostraram que hidrogéis carregados positivamente podem promover a sobrevivência e o crescimento de células-tronco.

Kristin Glotzbach e o professor Andreas Faissner do Departamento de Morfologia Celular e Neurobiologia Molecular de Bochum cooperaram com o professor Ralf Weberskirch e o Dr. Nils Stamm da Faculdade de Química e Biologia Química da Universidade TU Dortmund. Eles descrevem as descobertas na revista ACS Biomaterials Science &Engineering .

Hidrogéis com carga positiva promovem sobrevivência e diferenciação

Os pesquisadores estudaram células-tronco neurais de cérebros embrionários de camundongos, que cultivaram em hidrogéis carregados positivamente. “Nosso objetivo era criar um ambiente artificial para as células que imitasse o ambiente celular natural do cérebro”, diz Kristin Glotzbach.

"As células têm um revestimento carregado negativamente, também conhecido como matriz pericelular. Isso significa que aderem particularmente bem a substratos carregados positivamente." O truque com os hidrogéis usados ​​nos experimentos foi que a força de sua carga positiva poderia ser ajustada com precisão.

Como os experimentos mostraram, os hidrogéis carregados positivamente facilitaram a sobrevivência das células e afetaram seu destino futuro. Se as células-tronco aderissem a hidrogéis com alta carga positiva, as células tendiam a se transformar em células nervosas. Por outro lado, em géis com carga positiva mais baixa, as células-tronco desenvolveram-se principalmente em células gliais, que desempenham importantes funções auxiliares para as células nervosas.

A capacidade de influenciar se as células-tronco se diferenciam em células nervosas ou gliais seria uma grande vantagem. “Dependendo da lesão, diferentes tipos de células precisam ser substituídos”, explica Kristin Glotzbach. Não é apenas a regeneração das células nervosas que é importante.

“Em certas doenças, as células gliais também são atacadas e precisam ser substituídas. Na esclerose múltipla, por exemplo, o isolamento das células nervosas, que é feito de oligodendrócitos, é destruído”.

Adição de fator de crescimento melhora a taxa de sobrevivência

Quando os pesquisadores adicionaram o fator de crescimento FGF2 aos hidrogéis carregados positivamente, eles aumentaram com sucesso a taxa de sobrevivência e divisão das células. Mas a diferenciação em células nervosas e gliais ocorreu em um ritmo mais lento.

“Em estudos futuros, pretendemos adicionar peptídeos ou componentes de moléculas de matriz extracelular aos géis carregados positivamente, a fim de simular o ambiente natural das células de forma ainda mais eficiente”, diz Kristin Glotzbach. Os pesquisadores também planejam experimentar géis tridimensionais que possam preencher cavidades após lesões cerebrais.

Mais informações: Kristin Glotzbach et al, Hidrogéis catiônicos modulam a proliferação e diferenciação de células-tronco neurais e células progenitoras na dependência da concentração de porção catiônica em cultura de células 2D, ACS Biomaterials Science &Engineering (2024). DOI:10.1021/acsbiomaterials.3c01668
Fornecido por Ruhr-Universitaet-Bochum