p O que acontece nos primeiros dias do desenvolvimento dos órgãos? Como um pequeno grupo de células se organiza para se tornar um coração, um cérebro, ou um rim? Este período crítico de desenvolvimento permaneceu por muito tempo a caixa preta da biologia do desenvolvimento, em parte porque nenhum sensor era pequeno ou flexível o suficiente para observar esse processo sem danificar as células. p Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson desenvolveram órgãos simplificados conhecidos como organoides com sensores totalmente integrados. Esses chamados organóides ciborgues oferecem um raro vislumbre dos primeiros estágios do desenvolvimento dos órgãos.

p A pesquisa foi publicada em Nano Letras .

p "Fiquei tão inspirado pelo processo de desenvolvimento de órgãos naturais no colégio, em que os órgãos 3-D começam a partir de poucas células em estruturas 2-D. Acho que se pudermos desenvolver nanoeletrônica que seja tão flexível, extensível, e macios que podem crescer junto com o tecido em desenvolvimento por meio de seu processo de desenvolvimento natural, os sensores embutidos podem medir toda a atividade desse processo de desenvolvimento, "disse Jia Liu, Professor assistente de Bioengenharia no SEAS e autor sênior do estudo. "O resultado final é um pedaço de tecido com um dispositivo em nanoescala completamente distribuído e integrado por todo o volume tridimensional do tecido."

p Este tipo de dispositivo surge a partir do trabalho que Liu iniciou como estudante de graduação no laboratório de Charles M. Lieber, o professor da Universidade Joshua e Beth Friedman. No laboratório de Lieber, Liu, uma vez desenvolvido flexível, nanoeletrônica semelhante a uma malha que poderia ser injetada em regiões específicas do tecido.

p Com base nesse design, Liu e sua equipe aumentaram a elasticidade da nanoeletrônica, alterando a forma da malha de linhas retas para estruturas em serpentina (estruturas semelhantes são usadas na eletrônica vestível). Então, a equipe transferiu a malha nanoeletrônica para uma folha 2-D de células-tronco, onde as células cobrem e se entrelaçam com a nanoeletrônica por meio de forças de atração célula-célula. À medida que as células-tronco começaram a se transformar em uma estrutura 3-D, a nanoeletrônica se reconfigurou perfeitamente junto com as células, resultando em organóides 3-D totalmente desenvolvidos com sensores incorporados.

p As células-tronco foram então diferenciadas em cardiomiócitos - células do coração - e os pesquisadores foram capazes de monitorar e registrar a atividade eletrofisiológica por 90 dias.

p "Este método nos permite monitorar continuamente o processo de desenvolvimento e entender como a dinâmica das células individuais começa a interagir e se sincronizar durante todo o processo de desenvolvimento, "disse Liu." Pode ser usado para transformar qualquer organoide em organoides ciborgue, incluindo organóides do cérebro e do pâncreas. "

p Além de ajudar a responder a questões fundamentais sobre biologia, organóides ciborgues poderiam ser usados ​​para testar e monitorar tratamentos com drogas específicas para pacientes e potencialmente usados ​​para transplantes.