p (Phys.org) —Os pesquisadores se casaram com duas tecnologias de imagem biológica, criando uma nova maneira de aprender como células boas vão mal. p "Digamos que você tenha uma grande população de células, "disse Corey Neu, professor assistente na Weldon School of Biomedical Engineering da Purdue University. "Apenas um deles pode metastatizar ou proliferar, formando um tumor cancerígeno. Precisamos entender o que dá origem a essa célula ruim. "

p Esse avanço permite estudar simultaneamente o comportamento mecânico e bioquímico das células, que poderia fornecer novos insights sobre os processos de doenças, disse Charilaos "Harris" Mousoulis, colega de pós-doutorado em engenharia biomédica.

p Ser capaz de estudar o funcionamento interno de uma célula nos mínimos detalhes provavelmente geraria insights sobre as respostas físicas e bioquímicas ao seu ambiente. A tecnologia, que combina um microscópio de força atômica e um sistema de ressonância magnética nuclear, poderia ajudar os pesquisadores a estudar células cancerosas individuais, por exemplo, para descobrir mecanismos que levam à metástase do câncer para pesquisa e diagnóstico.

p As capacidades do protótipo foram demonstradas tomando espectros de ressonância magnética nuclear de átomos de hidrogênio na água. As descobertas representam uma prova de conceito da tecnologia e são detalhadas em um artigo de pesquisa que apareceu online em 11 de abril na revista. Cartas de Física Aplicada . O artigo foi coautor de Mousoulis; o cientista pesquisador Teimour Maleki; Babak Ziaie, professor de engenharia elétrica e de computação; e Neu.

p "Você pode detectar muitos tipos diferentes de elementos químicos, mas, neste caso, é bom detectar o hidrogênio porque é abundante, "Neu disse." Você poderia detectar carbono, nitrogênio e outros elementos para obter informações mais detalhadas sobre a bioquímica específica dentro de uma célula. "

p Um microscópio de força atômica (AFM) usa uma pequena sonda vibratória chamada cantilever 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 estudar moléculas, membranas celulares e outras estruturas biológicas.

p Contudo, o AFM não fornece informações sobre as propriedades biológicas e químicas das células. Assim, os pesquisadores fabricaram uma micro-bobina de metal no cantilever do AFM. Uma corrente elétrica é passada pela bobina, fazendo com que troque radiação eletromagnética com prótons em moléculas dentro da célula e induzindo outra corrente na bobina, que é detectado.

p Os pesquisadores de Purdue realizam estudos de "mecanobiologia" para aprender como as forças exercidas sobre as células influenciam seu comportamento. No trabalho com foco na osteoartrite, sua pesquisa inclui o estudo das células da cartilagem do joelho para aprender como elas interagem com a complexa matriz de estruturas e bioquímica entre as células.

p Pesquisas futuras podem incluir o estudo de células em "câmaras microfluídicas" para testar como elas respondem a drogas específicas e mudanças ambientais.

p Um pedido de patente nos EUA foi depositado para o conceito. A pesquisa foi financiada pelo Showalter Trust Fund da Purdue e pelo National Institutes of Health.