p (PhysOrg.com) - Os pesquisadores estão progredindo no desenvolvimento de um sistema que mede as propriedades mecânicas das células vivas, uma tecnologia que poderia ser usada para diagnosticar doenças humanas e entender melhor os processos biológicos. p A equipe usou um instrumento chamado microscópio de força atômica para estudar três tipos distintos de células para demonstrar as aplicações potencialmente amplas do método, disse Arvind Raman, um professor de engenharia mecânica da Purdue University.

p Por exemplo, a técnica pode ser usada para estudar como as células aderem aos tecidos, que é crítico para muitas doenças e processos biológicos; como as células se movem e mudam de forma; como as células cancerosas evoluem durante a metástase; e como as células reagem a estímulos mecânicos necessários para estimular a produção de proteínas vitais. A técnica poderia ser usada para estudar as propriedades mecânicas das células sob a influência de antibióticos e medicamentos que suprimem o câncer para aprender mais sobre os mecanismos envolvidos.

p As descobertas foram publicadas online no jornal Nature Nanotechnology e aparecerá na edição impressa de dezembro. O trabalho envolve pesquisadores de Purdue e da Universidade de Oxford.

p "Tem havido uma percepção crescente do papel da mecânica na biologia celular e, de fato, muito esforço na construção de modelos para explicar como as células se sentem, responder e comunicar mecanicamente na saúde e na doença, "disse Sonia Contera, um artigo co-autor e diretor do Programa Oxford Martin em Nanotecnologia e um membro acadêmico em física de Oxford. "Com este artigo, nós fornecemos uma ferramenta para começar a abordar algumas dessas questões quantitativamente:Este é um grande passo. "

p Um microscópio de força atômica usa uma pequena sonda vibratória para produzir informações sobre materiais e superfícies na escala de nanômetros, ou bilionésimos de um metro. Como o instrumento permite que os cientistas "vejam" objetos muito menores do que o possível usando microscópios de luz, pode ser ideal para "mapear" as propriedades mecânicas das menores estruturas celulares.

p "Os mapas identificam as propriedades mecânicas de diferentes partes de uma célula, sejam eles macios, rígidos ou moles, "disse Raman, que está trabalhando com o aluno de doutorado Alexander Cartagena e outros pesquisadores. "O ponto principal é que agora podemos fazer isso em alta resolução e velocidade mais alta do que as técnicas convencionais."

p A capacidade de alta velocidade torna possível observar células vivas e observar processos biológicos em tempo real. Essa técnica oferece a esperança de desenvolver um ensaio "baseado na mecanobiologia" para complementar os ensaios bioquímicos padrão.

p "O microscópio de força atômica é a única ferramenta que permite mapear as propriedades mecânicas - tirar uma fotografia, se você quiser - das propriedades mecânicas de uma célula viva, "Raman disse.

p Contudo, as técnicas existentes para mapear essas propriedades usando o microscópio de força atômica são muito lentas ou não têm resolução alta o suficiente.

p "Esta inovação supera essas limitações, principalmente por meio de melhorias no processamento de sinais, "Raman disse." Você não precisa de novos equipamentos, portanto, é uma maneira econômica de aumentar os pixels por minuto e obter informações quantitativas. Mais importante, aplicamos a técnica a três tipos muito diferentes de células:bactérias, glóbulos vermelhos humanos e fibroblastos de rato. Isso demonstra sua ampla utilidade potencial na medicina e na pesquisa. "

p A técnica é quase cinco vezes mais rápida do que as técnicas de microscópio de força atômica padrão.