Em um artigo publicado em Cartas de revisão física , Os cientistas de Bristol responderam à questão fundamental:"É possível se mover sem exercer força sobre o meio ambiente?", descrevendo a autopropulsão sem tração da matéria ativa.

Compreender como as células se movem de forma autônoma é uma questão fundamental para biólogos e físicos.

Os experimentos sobre a motilidade celular são comumente feitos observando-se o movimento de uma célula em uma lâmina de vidro sob um microscópio.

Nessas condições, observa-se que as células "rastejam" na superfície. O rastejamento é bem compreendido:as células se prendem à superfície e usam esses pontos de ancoragem para se impulsionar para a frente (como rastejar no chão). Contudo, o rastreamento é muito ineficiente in vivo, onde as células se movem por ambientes 3-D complexos.

Cientistas da Escola de Matemática de Bristol identificaram um mecanismo de propulsão diferente, particularmente adequado para o movimento das células nos tecidos - um que não depende da transmissão de força por meio de pontos de ancoragem.

Eles descobriram que a autopropulsão sem tração (força local no ambiente circundante) é possível se você for feito de matéria "ativa", como as células são. Eles descrevem como uma gota de matéria ativa pode se mover para a frente em um canal estreito sem exercer qualquer força nas paredes ao seu redor.

Autor principal, Dra. Aurore Loisy, disse:"O movimento sem tração é muito contra-intuitivo. Ficamos muito entusiasmados quando percebemos que não só é possível, mas também que fornece uma explicação plausível para um problema tão importante quanto a motilidade celular nos tecidos.

"Além do mais, parte da beleza dessa autopropulsão sem tração reside no fato de que ela é descrita por uma solução analítica de simplicidade notável e incomum. Devido à complexidade (não linearidade) das equações que descrevem a matéria ativa, não esperávamos acabar com algo tão simples! "

A matéria ativa é um tipo especial de matéria, onipresente na biologia, em que a energia metabólica é constantemente convertida em energia mecânica. Essa capacidade de gerar forças mecânicas internamente, na massa, é o que permite que a gota se mova sem exercer forças em seus limites (as paredes).

Dr. Loisy acrescentou:"Uma gota de matéria ativa movendo-se através de pequenas lacunas é um modelo mínimo para entender a motilidade celular nos tecidos, que são ambientes lotados com geometrias intrincadas.

"O mecanismo que descobrimos fornece uma possível explicação para a questão em aberto de como as células se movem nesses ambientes. Essa mobilidade é crucial para uma infinidade de processos fisiológicos em organismos vivos, incluindo resposta imunológica e cicatrização de feridas, e sua desregulamentação é a chave para a disseminação do câncer (metástase). "

O próximo passo é observar este fenômeno experimentalmente, usando uma gota de extratos celulares em um microcanal especificamente projetado.