Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique conseguiram, pela primeira vez, usar nanorrobôs para estimular com precisão células-tronco, permitindo que elas se diferenciassem em osteoblastos de forma confiável. Essa descoberta oferece uma nova via para tratamentos rápidos no futuro.
Os nanorrobôs desenvolvidos pela equipe de pesquisa são compostos de minúsculas hastes de ouro e correntes de plástico. Milhões desses nanorrobôs, juntamente com um pequeno número de células-tronco humanas, são encapsulados em uma almofada de gel com apenas 60 micrômetros de diâmetro. Esses robôs esféricos, acionados e controlados por lasers, aplicam pressão externa em pontos específicos da parede celular, promovendo a estimulação mecânica. "Aquecemos o gel localmente e usamos o sistema para medir com precisão a pressão aplicada às células pelos nanorrobôs, estimulando-as", explicou um professor de nano e microrrobótica. Essa estimulação mecânica desencadeia uma série de processos bioquímicos dentro da célula, alterando as propriedades dos canais iônicos e ativando proteínas, incluindo aquelas cruciais para a formação óssea.
O estudo demonstra que, com ritmo apropriado e estimulação de baixa intensidade, as células-tronco podem se diferenciar de forma confiável em osteoblastos em três dias, e todo o processo pode ser concluído em três semanas. “As células da cartilagem e os cardiomiócitos também exibem padrões de estresse semelhantes, como células treinadas em uma academia para se adaptarem a aplicações específicas. Agora, precisamos apenas identificar os padrões de estresse adequados para cada tipo de célula”, afirmou a Professora Özkale Edelman, Diretora do Laboratório de Bioengenharia Microbiana.
A equipe de pesquisa utilizou células-tronco mesenquimais para produzir células ósseas, essas “células de reparo” humanas que têm cerca de 10 a 20 micrômetros de tamanho e podem se diferenciar em vários tipos de células, mas cujo processo de diferenciação era anteriormente complexo e difícil de controlar. “Nossa tecnologia desenvolvida permite aplicar estresse às células com muita precisão em um ambiente tridimensional, o que representa um avanço sem precedentes nesta área”, disse a Professora Özkale Edelman. Os pesquisadores acreditam que esse método também pode ser usado para produzir células da cartilagem e cardiomiócitos. Como o tratamento requer um grande número de células diferenciadas, o próximo passo é automatizar o processo de produção para produzir mais células mais rapidamente.
