As células que constituem um tecido podem se agrupar em geometrias desordenadas, assim como os grãos de areia em um castelo de areia. Ao fazer isso, eles podem congelar em uma forma fixa - como em um castelo de areia - ou fluir como areia derramada de um balde de praia. A descoberta, relatado por pesquisadores em Harvard T.H. Escola Chan de Saúde Pública, Universidade do Nordeste, e MIT, fornece insights sobre a formação de órgãos em um embrião, cura de uma ferida, e até mesmo a invasão de células no tecido circundante, como ocorre no câncer.

"Essa descoberta faz uma conexão profunda entre a física da matéria granular inerte, como a areia, e a geometria dos sistemas vivos multicelulares, "disse o autor principal Lior Atia, um pós-doutorado no laboratório de Jeffrey Fredberg, professor de bioengenharia e fisiologia na Harvard Chan School. "Devido à natureza de como uma célula se aninha entre seus vizinhos imediatos, um cientista pode agora olhar para as formas das células e fazer uma estimativa razoável do porquê, e quão rápido, essas células irão migrar, remodelar, ou invadir os tecidos circundantes. "

O estudo aparece online em 2 de abril, 2018 em Física da Natureza .

Trabalhos anteriores de Fredberg e colegas documentaram a importância do comportamento celular coletivo na asma, mostrando que as células que compreendem os tecidos epiteliais - que revestem as superfícies de todos os órgãos do corpo - podem desbloquear e fluir como um fluido, ou geléia e congelar como um sólido.

No novo estudo, os pesquisadores exploraram o papel da forma celular em dois tipos muito diferentes de células epiteliais - células epiteliais brônquicas humanas cultivadas em laboratório e células dentro do embrião vivo da mosca da fruta - e as observaram à medida que amadureciam ao longo do tempo.

Como células congestionadas ou desobstruídas, as formas das células mudaram de maneira sistemática em ambos os sistemas, sugerindo assim uma base física comum. As formas das células tornaram-se progressivamente menos alongadas e menos variáveis ​​à medida que se comprimiam, e mais alongados e mais variáveis ​​à medida que desencravam. Muito parecido com a matéria granular inerte, essas células interagiam com suas vizinhas mais próximas para formar um "coletivo desordenado" que fazia a transição entre os estados sólido e fluido.

De acordo com os pesquisadores, essas descobertas sugerem que as diferenças na forma de célula a célula dentro de um tecido são a chave para sua capacidade de bloquear e desbloquear - e que esse processo parece conduzir eventos biológicos, incluindo o desenvolvimento embrionário, cicatrização de feridas, e, potencialmente, invasão de células cancerosas.

Este insight sobre o comportamento celular pode ajudar os pesquisadores a entender melhor o bloqueio e desbloqueio de células, o que pode levar a possíveis tratamentos para condições como anormalidades de desenvolvimento, asma, e câncer.