p Minhocas com um milímetro de comprimento que digerem uma refeição com nanopartículas de suas bactérias favoritas podem levar a uma nova maneira de ver as forças celulares em ação dentro de nossos próprios corpos, incluindo processos como cicatrização de feridas e crescimento do câncer. p A chave é que essas nanopartículas em particular brilham quando atingidas por um laser infravermelho próximo e mudam de cor dependendo da pressão ao redor delas. Então, eles podem fornecer informações em tempo real sobre as forças que estão sofrendo enquanto ainda estão dentro do worm.

p "Forças alteradas de nível celular estão por trás de muitos distúrbios, incluindo doenças cardíacas e câncer, "disse Jennifer Dionne, professor associado de ciência e engenharia de materiais em Stanford e um dos principais pesquisadores desta pesquisa. "Esta seria uma leitura em nanoescala que você poderia usar in vitro ou in vivo para detectar doenças em um estágio muito inicial."

p Dionne se juntou a Miriam B. Goodman, um professor de fisiologia molecular e celular, por meio de uma concessão inicial Stanford Bio-X, que é concedido especificamente para incentivar essas parcerias interdisciplinares. Goodman estuda a mecânica da sensação ao toque em Caenorhabditis elegans, os vermes que se alimentam das nanopartículas de Dionne.

p Assistindo a digestão de minhocas

p Embora o objetivo final do trabalho seja detectar a força nas células humanas, a equipe está testando sua abordagem nesses vermes quase invisíveis porque, como em humanos, a digestão em vermes envolve ranger e empurrões mecânicos que podem fornecer uma visão sobre como essas nanopartículas registram a força celular.

p "A cor que cada nanopartícula emite muda de vermelho para laranja quando há uma força mecânica da ordem de nanonewtons a micronewtons - uma faixa de força considerada muito relevante para as forças intercelulares, "disse Alice Lay, um estudante de pós-graduação no laboratório Dionne que está conduzindo os experimentos.

p Depois de estudar vermes saudáveis, a equipe irá introduzir mutações na mistura para discernir o papel da expressão do gene nas forças celulares. Essas mutações permitirão que a equipe compreenda melhor os distúrbios digestivos e relacionados, incluindo refluxo ácido e formação de hérnia.

p De comida de minhoca à saúde humana

p Podemos não querer acreditar que temos muito em comum com vermes que se alimentam de bactérias, mas esta pesquisa pode influenciar a forma como estudamos e entendemos o toque humano, digestão, Câncer, cicatrização de feridas, divisão e diferenciação celular, e, provável, muito mais.

p "As forças mecânicas desempenham um papel significativo na determinação do destino e função de uma célula ou de um órgão, "Disse Dionne." Por exemplo, cada vez que nosso coração bate, nossos ouvidos ouvem ou uma ferida cura, as forças celulares estão envolvidas. "

p O tamanho minúsculo das nanopartículas significa que elas têm o potencial de produzir mapas de força de resolução extremamente alta, fornecendo uma janela para empurrar e puxar de e pelas células em um nível profundamente subcelular. Algum dia, essas nanopartículas biocompatíveis poderiam ser ingeridas ou injetadas em uma pessoa em uma área específica, como no local de uma ferida ou tumor suspeito. Através da leitura das cores emitidas pelas nanopartículas, os laboratórios podem criar um mapa de força que indica a atividade em escala precisa das células ao redor daquela área.

p Somando-se à pesquisa anterior de Goodman sobre como os neurônios processam a sensação do toque, essa técnica também pode aumentar nossa compreensão das forças envolvidas em sentir o mundo ao nosso redor. "Mais detalhes sobre como experimentamos o toque podem informar a tradução do toque em sistemas não biológicos, como próteses, "Goodman disse.

p Até aqui, O laboratório de Dionne fez as nanopartículas, Os vermes de Goodman comeram com sucesso o lanche de alta tecnologia e os pesquisadores obtiveram imagens estáticas das nanopartículas dentro dos vermes. A próxima etapa é capturar a emissão dinâmica das nanopartículas ao longo do tempo, que revelará as mudanças de força que as partículas sofrem durante a digestão.