p Uma nova técnica que usa pequenas bolas elásticas preenchidas com nanopartículas fluorescentes tem como objetivo ampliar a compreensão das forças mecânicas que existem entre as células, relatório de pesquisadores. Uma equipe liderada pela Universidade de Illinois demonstrou a quantificação das forças 3-D dentro das células que vivem em placas de Petri, bem como em amostras vivas. Esta pesquisa pode desvendar alguns dos mistérios relacionados ao desenvolvimento embrionário e às células-tronco cancerosas, ou seja, células de repovoamento de tumor. p Por décadas, os cientistas têm se esforçado para quantificar as forças, chamadas trações, aquele empurrão, puxar e comprimir células ao longo de seus ciclos de vida. As ferramentas disponíveis para medir a força não eram pequenas o suficiente para caber em espaços intercelulares ou sensíveis o suficiente para detectar os movimentos minúsculos dentro das colônias de células.

p Embora pequeno em escala humana, as magnitudes dessas forças mecânicas estão longe de serem triviais no nível celular. De acordo com o novo estudo, pesquisas anteriores do grupo de Illinois e outros indicam que a tração desempenha um papel fundamental na fisiologia celular.

p A equipe liderada pelo professor de ciência mecânica e engenharia Ning Wang relatou suas descobertas na revista Nature Communications .

p "Se colocarmos uma única célula em um meio dentro de uma placa de Petri, ela não sobreviverá por muito tempo, mesmo se fornecermos todos os nutrientes necessários, "As células não conseguem formar qualquer tipo de tecido porque não há suporte ou estrutura para construir", disse Wang.

p À medida que as células crescem e se reproduzem, eles exercem forças uns sobre os outros enquanto competem por espaço. A equipe descobriu que se eles injetassem suas minúsculas esferas elásticas em embriões em estágio inicial de peixe-zebra e colônias de células de melanoma de camundongos em placas de Petri, eles também experimentam as forças.

p "As células não parecem se importar com a intrusão, "Disse Wang." As esferas são feitas de um microgel não tóxico e, embora as células as empurrem, eles não parecem interferir no desenvolvimento. "

p Para medir a quantidade de força imposta às células, a equipe colocou nanopartículas fluorescentes dentro das esferas. Quando as células comprimem as esferas, todas as nanopartículas se movem na mesma quantidade por área de força. Os pesquisadores podem então medir os movimentos das partículas brilhantes usando microscopia de luz fluorescente para calcular a quantidade de força exercida nas esferas e células. Usando esta técnica, a equipe marcou a primeira medição bem-sucedida de todos os três tipos de força - compressão, tensão e cisalhamento - em todas as três dimensões, Disse Wang.

p Essa capacidade de quantificar a força nas células pode ser muito importante para a pesquisa com células cancerosas, Disse Wang. A equipe descobriu que quando as células tumorais de melanoma de camundongos in vitro começam a se reproduzir a partir de uma única célula para cerca de 100 a 200 células, o estresse compressivo não aumenta.

p "Pensamos que as células cancerosas iriam gerar mais pressão neste estágio inicial de crescimento, enquanto a massa do tumor aumenta, como observamos em embriões de peixe-zebra, mas eles não, "Suspeitamos que as células cancerosas começam a se espalhar ou formar metástases logo após este estágio", disse Wang.

p Os tumores primários geralmente não são mortais, Disse Wang. O verdadeiro assassino parece ser a disseminação de células de repovoamento tumoral de tumores primários para tecidos moles - com baixas trações intercelulares - como a medula óssea, cérebro, pulmão e fígado. "Embora o mecanismo subjacente à metástase não seja claro, temos a hipótese de que as células de repovoamento de tumor se espalham muito rapidamente nesses tecidos moles secundários. Ter a capacidade de medir as mudanças nas trações no nível intercelular pode servir como uma ferramenta de detecção precoce do câncer, "Disse Wang.

p Esta tecnologia de esfera de microgel também pode ajudar a desvendar os mecanismos por trás de uma droga sintética que impede a metástase, recentemente descrita por Wang e seus colegas. Além disso, Os coautores de Wang continuam a aplicar essa tecnologia na pesquisa de células-tronco e embrionárias. "Quando outros pesquisadores veem esta nova ferramenta poderosa que desenvolvemos, eles ficarão entusiasmados em usá-lo em muitas fisiologia celular diferente, desenvolvimento e aplicações de doenças, "Disse Wang.