p As células dentro de nossos corpos se dividem e mudam com o tempo, com milhares de reações químicas ocorrendo dentro de cada célula diariamente. Isso torna difícil para os cientistas entender o que está acontecendo lá dentro. Agora, minúsculos nanostros desenvolvidos por pesquisadores de Stanford oferecem um método de amostragem do conteúdo das células sem interromper seus processos naturais. p Um problema com o método atual de amostragem de células, chamado lise, é que ele rompe a célula. Assim que a célula for destruída, não pode ser amostrado novamente. Este novo sistema de amostragem se baseia em tubos minúsculos 600 vezes menores do que um fio de cabelo, que permite aos pesquisadores coletar amostras de uma única célula por vez. As nanostraspas penetram na membrana externa de uma célula, sem danificá-lo, e extrair proteínas e material genético do interior salgado da célula.

p "É como uma coleta de sangue para a célula, "disse Nicholas Melosh, um professor associado de ciência de materiais e engenharia e autor sênior em um artigo que descreve o trabalho publicado recentemente em Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Monitoramento não destrutivo

p A técnica de amostragem nanostraw, de acordo com Melosh, terá um impacto significativo em nossa compreensão do desenvolvimento celular e pode levar a terapias médicas muito mais seguras e eficazes porque a técnica permite a longo prazo, monitoramento não destrutivo.

p "O que esperamos fazer, usando esta tecnologia, é observar como essas células mudam ao longo do tempo e ser capaz de inferir como diferentes condições ambientais e 'coquetéis químicos' influenciam seu desenvolvimento - para ajudar a otimizar o processo de terapia, "Melosh disse.

p Se os pesquisadores puderem entender completamente como uma célula funciona, então, eles podem desenvolver tratamentos que abordarão esses processos diretamente. Por exemplo, no caso das células-tronco, pesquisadores estão descobrindo maneiras de crescer inteiro, órgãos específicos do paciente. O truque é, os cientistas não sabem realmente como as células-tronco se desenvolvem.

p "Para células-tronco, sabemos que eles podem se transformar em muitos outros tipos de células, mas não sabemos a evolução - como elas vão das células-tronco para, dizer, células cardíacas? Sempre existe um mistério. Esta técnica de amostragem nos dará uma ideia mais clara de como isso é feito, "disse Yuhong Cao, um estudante de pós-graduação e primeiro autor no artigo.

p A técnica de amostragem também pode informar os tratamentos de câncer e responder a perguntas sobre por que algumas células cancerosas são resistentes à quimioterapia e outras não.

p "Com quimioterapia, sempre há células que são resistentes, "disse Cao." Se pudermos seguir o mecanismo intercelular das células sobreviventes, podemos saber, geneticamente, sua resposta à droga. "

p Imitando biologia

p A plataforma de amostragem na qual os nanoestilos são cultivados é minúscula - do tamanho de uma bola de chiclete. É chamado de sistema de amostragem Nanostraw Extraction (NEX), e foi projetado para imitar a própria biologia.

p Em nossos corpos, as células são conectadas por um sistema de "portões" através dos quais enviam nutrientes e moléculas umas às outras, como quartos em uma casa conectada por portas. Essas portas intercelulares, chamadas junções de hiato, são o que inspirou Melosh há seis anos, quando ele estava tentando determinar uma forma não destrutiva de entregar substâncias, como DNA ou medicamentos, dentro das células. O novo sistema de amostragem NEX é o inverso, observar o que está acontecendo internamente, em vez de apresentar algo novo.

p "É um momento super empolgante para a nanotecnologia, "Melosh disse." Estamos realmente chegando a uma escala em que o que podemos fazer de forma controlada é do mesmo tamanho que os sistemas biológicos. "

p Aperfeiçoando o sistema de amostragem nanostraw

p A construção do sistema de amostragem NEX levou anos para ser aperfeiçoada. Não só Melosh e sua equipe precisavam garantir que a amostragem de células com este método fosse possível, eles precisavam ver se as amostras eram realmente uma medida confiável do conteúdo da célula, e essas amostras, quando levado ao longo do tempo, permaneceu consistente.

p Quando a equipe comparou suas amostras de células do NEX com amostras de células retiradas ao abrir as células, eles descobriram que 90% das amostras eram congruentes. A equipe de Melosh também descobriu que, quando coletaram amostras de um grupo de células dia após dia, certas moléculas que deveriam estar presentes em níveis constantes permaneceram as mesmas, indicando que sua amostragem refletiu com precisão o interior da célula.

p Com a ajuda dos colaboradores Sergiu P. Pasca, professor assistente de psiquiatria e ciências comportamentais, e Joseph Wu, professor de radiologia, Melosh e colegas testaram o método de amostragem NEX não apenas com linhas de células genéricas, mas também com tecido cardíaco humano e células cerebrais cultivadas a partir de células-tronco. Em cada caso, a amostragem nanostraw refletia o mesmo conteúdo celular da lise das células.

p O objetivo de desenvolver esta tecnologia, de acordo com Melosh, era causar um impacto na biologia médica, fornecendo uma plataforma que qualquer laboratório poderia construir. Apenas alguns laboratórios em todo o mundo, até aqui, estão empregando nanostros em pesquisa celular, mas Melosh espera que esse número cresça dramaticamente.

p "Queremos que o maior número possível de pessoas use essa tecnologia, "disse ele." Estamos tentando ajudar o avanço da ciência e da tecnologia para beneficiar a humanidade. "