Equipe de pesquisa desenvolvendo um nano

21 de agosto de 2023

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pela Universidade de Tampere

Em muitos casos, as células são muito ativas em seu movimento e servem como geradoras de energia. A capacidade das células de produzir forças físicas é uma das funções básicas do corpo. Ao correr, por exemplo, as forças geradas nas células fazem com que os músculos se contraiam e a respiração funcione. Foi possível medir até mesmo as forças experimentadas por proteínas individuais por meio de sensores de força desenvolvidos no passado, mas anteriormente as forças intracelulares e as deformações mecânicas não poderiam ter sido medidas.

Juntamente com os cientistas da Universidade Estadual de Ohio (OSU), pesquisadores de biologia celular da Universidade de Tampere desenvolveram um sensor de força que pode ser conectado à lateral de uma proteína que responde mecanicamente, permitindo-lhe detectar forças e tensão na proteína dentro da célula.

O desenvolvimento do sensor de tamanho micro começou em uma viagem de conferência em dezembro de 2019.

“A parte sensível ao poder é como um elástico que muda de cor quando esticado. Essa parte está ligada aos anticorpos em ambas as extremidades do elástico, que se ligam à proteína alvo celular em estudo. pode então ser detectado ao microscópio seguindo o alongamento do elástico, ou seja, a cor que ele produz", diz Teemu Ihalainen, pesquisador sênior da BioMediTech na Universidade de Tampere.

De acordo com Ihalainen, o sensor de força, que tem apenas cerca de vinte nanômetros de tamanho, pode ser facilmente generalizado para uma ampla gama de pesquisas em biologia celular e várias proteínas-alvo. Com a ajuda do biossensor de proteínas, as forças podem ser medidas, por exemplo, na membrana nuclear, entre diferentes proteínas, ou geralmente no citoesqueleto da célula. Permite que a mecânica da célula seja transformada em forma visível pela primeira vez.

Já houve grande interesse nesta tecnologia em vários laboratórios no Japão, Índia, Noruega e Estados Unidos.

As células estão sujeitas a forças o tempo todo, tanto nas funções corporais normais quanto nas doenças.

À medida que uma célula cancerosa cresce e se move, por exemplo, as células são submetidas a forças mecânicas. À medida que o cancro se espalha, por exemplo, quando entra nos vasos sanguíneos ou linfáticos, a célula cancerosa tem de se espremer através de lacunas estreitas no seu microambiente. Assim, as células cancerígenas são submetidas a poderosas forças de compressão e alongamento que podem quebrar algumas das células. Danos ao núcleo podem alterar a estrutura do seu genoma, o que em algumas situações pode até ser benéfico para o desenvolvimento do câncer.

“Com a ajuda de sensores, a mecânica do cancro e os processos relacionados podem ser monitorizados a partir de uma perspectiva completamente nova”, menciona Ihalainen.

O estudo foi publicado na Nature Communications.

Outro estudo recente refinou a microscopia de expansão combinando biologia celular e experiência em processamento de sinais. Além de pesquisadores de biologia celular, participaram do estudo especialistas em imagem da Faculdade de Engenharia e Ciências Naturais da Universidade de Tampere e virologistas da Universidade de Jyväskylä.

A resolução da microscopia óptica é limitada, uma vez que os detalhes de pequenas estruturas na amostra ficam borrados devido às interações lente-luz. No entanto, diferentes técnicas de microscopia de super-resolução permitem a separação de detalhes muito pequenos. Uma dessas técnicas é a chamada microscopia de expansão, cujo princípio é ampliar fisicamente um objeto, por exemplo, uma célula, e assim observar as pequenas coisas dentro dela. Na prática, a amostra é moldada em um gel macio, que pode ser expandido quatro vezes ou mais, e também amplia todos os detalhes da amostra.