p As ondas sonoras são amplamente utilizadas em imagens médicas, como quando os médicos fazem uma ultrassonografia de um feto em desenvolvimento. Agora, os cientistas desenvolveram uma maneira de usar o som para sondar o tecido em uma escala muito menor. Pesquisadores da Universidade de Bordeaux, na França, implantaram ondas sonoras de alta frequência para testar a rigidez e a viscosidade dos núcleos de células humanas individuais. Os cientistas prevêem que a sonda pode eventualmente ajudar a responder a perguntas como como as células aderem a implantes médicos e por que células saudáveis ​​se tornam cancerosas. p "Desenvolvemos um novo sem contato, ferramenta não invasiva para medir as propriedades mecânicas das células na escala da sub-célula, "diz Bertrand Audoin, professor do laboratório de mecânica da Universidade de Bordeaux. "Isso pode ser útil para acompanhar a atividade celular ou identificar doenças celulares." O trabalho será apresentado na 57ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica (BPS), realizada de 2 a 6 de fevereiro, 2013, na Filadélfia, Pa.

p A técnica que a equipe de pesquisa usou, chamados ultrassônicos de picossegundos, foi inicialmente aplicado na indústria eletrônica em meados da década de 1980 como uma forma de medir a espessura das camadas do chip semicondutor. Audoin e seus colegas, em colaboração com um grupo de pesquisa em biomateriais liderado por Marie-Christine Durrieu do Instituto de Química e Biologia de Membranas e Nano-objetos da Universidade de Bordeaux, ultrassônicos de picossegundos adaptados para estudar células vivas. Eles cultivaram células em uma placa de metal e então projetaram a interface célula-metal com um pulso de laser ultracurto para gerar ondas sonoras de alta frequência. Outro laser mediu como o pulso de som se propagou através das células, dando aos cientistas pistas sobre as propriedades mecânicas dos componentes individuais das células.

p "Quanto mais alta a frequência do som que você cria, quanto menor o comprimento de onda, o que significa que quanto menores os objetos que você pode sondar ", diz Audoin." Usamos ondas gigahertz, para que possamos sondar objetos da ordem de cem nanômetros. "Para comparação, o núcleo de uma célula tem cerca de 10, 000 nanômetros de largura.

p A equipe enfrentou desafios na aplicação de ultrassom de picossegundos para estudar sistemas biológicos. Um desafio eram as propriedades do material fluido da célula. "O processo de espalhamento de luz que usamos para detectar as propriedades mecânicas da célula é muito mais fraco do que para sólidos, "diz Audoin." Tivemos que melhorar a relação sinal-ruído sem usar um laser de alta potência que danificaria a célula. "A equipe também enfrentou o desafio da variação celular natural." Se você sondar o silício, você faz uma vez e está acabado, "diz Audoin." Se você sondar o núcleo, tem que fazer isso centenas de vezes e olhar as estatísticas. "

p A equipe desenvolveu métodos para superar esses desafios testando suas técnicas em cápsulas de polímero e células vegetais antes de passar para as células humanas. Nos próximos anos, a equipe prevê estudar células cancerosas com som. "Um tecido canceroso é mais rígido do que um tecido saudável, "observa Audoin." Se você pode medir a rigidez das células enquanto fornece medicamentos diferentes, você pode testar se é capaz de parar o câncer na escala celular. "