Quando as células T do nosso sistema imunológico se tornam ativas, minúsculas forças de tração no nível molecular desempenham um papel importante. Eles já foram estudados na TU Wien.

Processos altamente complicados ocorrem constantemente em nosso corpo para manter os patógenos sob controle:as células T de nosso sistema imunológico estão ocupadas procurando por antígenos - moléculas suspeitas que se encaixam exatamente em certos receptores das células T como uma chave em uma fechadura. Isso ativa a célula T e os mecanismos de defesa do sistema imunológico são acionados.

Como esse processo ocorre no nível molecular ainda não é bem compreendido. O que agora está claro, Contudo, é que não apenas a química desempenha um papel no acoplamento de antígenos à célula T; os efeitos micromecânicos também são importantes. Estruturas submicrométricas na superfície da célula agem como molas de tensão microscópicas. As pequenas forças que ocorrem como resultado são provavelmente de grande importância para o reconhecimento de antígenos. Na TU Wien, agora foi possível observar essas forças diretamente usando métodos de microscopia altamente desenvolvidos.

Isso foi possível graças a uma cooperação entre a TU Wien, Humbold Universität Berlin, ETH Zurique e MedUni Viena. Os resultados já foram publicados na revista científica Nano Letras .

Cheirando e sentindo

No que diz respeito à física, nossos órgãos sensoriais humanos funcionam de maneiras completamente diferentes. Podemos cheirar, ou seja, detectar substâncias quimicamente, e podemos tocar, ou seja, classificar os objetos pela resistência mecânica que eles apresentam para nós. É semelhante com as células T:elas podem reconhecer a estrutura específica de certas moléculas, mas também podem "sentir" os antígenos de maneira mecânica.

"As células T têm os chamados microvilos, que são estruturas minúsculas que se parecem com pequenos cabelos, "diz o Prof. Gerhard Schütz, chefe do grupo de trabalho de biofísica do Instituto de Física Aplicada da TU Wien. Como os experimentos mostraram, efeitos notáveis ​​podem ocorrer quando essas microvilosidades entram em contato com um objeto:As microvilosidades podem envolver o objeto, semelhante a um dedo curvado segurando um lápis. Eles podem até ampliar, de modo que a protrusão em forma de dedo eventualmente se torna um cilindro alongado, que é virado sobre o objeto.

"Pequenas forças ocorrem no processo, na ordem de menos de um nanonewton, "diz Gerhard Schütz. Um nanonewton corresponde aproximadamente ao peso da força que uma gota de água com um diâmetro de um vigésimo de um milímetro exerceria.

Medição de força no hidrogel

Medir essas forças minúsculas é um desafio. "Conseguimos colocar a célula junto com minúsculos grânulos de teste em um gel especialmente desenvolvido. Os grânulos carregam moléculas em sua superfície às quais a célula T reage, "explica Gerhard Schütz." Se soubermos a resistência que nosso gel exerce sobre os grânulos e medirmos exatamente o quão longe os grânulos se movem na vizinhança imediata da célula T, podemos calcular a força que atua entre a célula T e as contas. "

Essas forças minúsculas e o comportamento das microvilosidades são provavelmente importantes no reconhecimento das moléculas e, portanto, no desencadeamento de uma resposta imunológica. "Sabemos que biomoléculas como as proteínas apresentam comportamentos diferentes quando são deformadas por forças mecânicas ou quando as ligações são simplesmente puxadas, "diz Gerhard Schütz." Esses mecanismos também podem desempenhar um papel no reconhecimento do antígeno, e com nossos métodos de medição isso agora pode ser estudado em detalhes pela primeira vez. "