p As células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos são compactadas firmemente para manter o sangue dentro e fluindo, mas cientistas da Rice University e seus colegas descobriram que pode ser possível abrir seletivamente lacunas nessas barreiras apenas o suficiente para permitir a passagem de grandes moléculas - e então fechá-las novamente. p O bioengenheiro de arroz Gang Bao e colaboradores da Emory University e do Georgia Institute of Technology relataram o uso de ímãs para ajudar as nanopartículas de óxido de ferro a invadir as células endoteliais em laboratório e in vivo. Em seguida, eles usam os mesmos ímãs para fazer os vasos temporariamente "vazarem".

p Essa permeabilidade permitiria que drogas de moléculas grandes alcançassem os tecidos-alvo, Disse Bao. Ímãs fortes podem ser capazes de conduzir as próprias células-tronco infundidas com nanopartículas ou nanopartículas carregadas de drogas para áreas-alvo, mesmo em tecidos profundos, como órgãos que as terapias atuais não podem alcançar, ele disse.

p O estudo aparece hoje em Nature Communications .

p "Para muitas doenças, entrega sistêmica através da corrente sanguínea é a única maneira de entregar moléculas para o local, "Bao disse." Pequenas moléculas podem penetrar no vaso sanguíneo e entrar nas células doentes, mas moléculas grandes, como proteínas ou nanopartículas carregadas de drogas, não podem passar pelo endotélio de maneira eficaz, a menos que ele vaze. "

p Os vasos sanguíneos em tumores cancerosos normalmente têm orifícios na barreira endotelial, mas eles não fecham sob demanda, como Bao e sua equipe esperam fazer.

p Junto com moléculas de drogas, Bao quer usar ímãs para entregar células-tronco infundidas com nanopartículas aos tecidos lesados. "A menos que você possa fazer injeção direta de células-tronco, digamos no coração, você tem que fazer entrega sistêmica e não tem controle sobre para onde eles vão.

p "Nossa ideia inicial era entregar nanopartículas magnéticas em células-tronco e, em seguida, usar um ímã para atrair as células-tronco para um local específico, "disse ele." Ao fazê-lo, também descobrimos que, aplicando um campo magnético, poderíamos gerar mudanças na estrutura do esqueleto da célula em termos das estruturas dos filamentos de actina. "

p Esses elementos estruturais dão forma às células e ajudam a manter as células vizinhas fortemente compactadas. "Pensamos que se pudéssemos alterar a junção célula-célula usando a força magnética, havia a possibilidade de que pudéssemos projetar o vazamento do navio, "Bao disse.

p O laboratório criou uma câmara de fluxo microfluídico que imitou o sistema vascular e revestiu seus tubos com células endoteliais reais. Os experimentos comprovaram sua hipótese:quando um campo magnético foi aplicado às células infundidas com nanopartículas, as lacunas se abriram. O relaxamento da força permitiu que a maioria das lacunas se fechasse após 12 horas.

p Imagens microscópicas mostraram que nanopartículas marcadas com fluorescência foram distribuídas uniformemente dentro do canal endotelial quando um campo magnético não foi aplicado. Quando foi, as partículas redistribuídas, e a força que aplicaram distorceu o citoesqueleto.

p Em algumas imagens, filamentos de actina que ajudam a dar forma à célula foram observados alinhando-se com a força. "É uma mudança bastante dramática, "Bao disse." Depois de aplicar a força, dado tempo suficiente, a estrutura das células muda. Isso leva à abertura da junção célula-célula. "

p Bao disse que a força magnética também gera um sinal biológico que altera a estrutura do citoesqueleto. “Também contribui para o vazamento, ", disse ele." Ainda estamos tentando entender que tipo de sinal damos às células e como as células individuais estão respondendo. "

p Embora existam métodos para facilitar dois tipos de transporte através da barreira endotelial - paracelular (entre as células) e transcelular (através das células) - nenhum deles tem a capacidade de atingir áreas específicas do corpo. Bao disse que a abordagem de sua equipe oferece uma solução.

p Ele disse que seu grupo faz parte de um projeto colaborativo em andamento sobre reparo do joelho com o laboratório do Dr. Johnny Huard, professor de cirurgia ortopédica do University of Texas Health Science Center em Houston. "O problema é como acumular células-tronco terapêuticas ao redor do joelho e mantê-las lá, "Bao disse." Depois de injetar as células infundidas com nanopartículas, queremos colocar uma série de ímãs ao redor do joelho para atraí-los.

p "Mas se você quiser tratar o coração ou o fígado, você precisaria de um dispositivo bem grande para ter o campo magnético necessário, "ele disse." Nós não temos isso ainda. Levar isso para um ambiente clínico será um desafio. "