Força mecânica induz diferenciação de célula-tronco embrionária

James E. Kloeppel - 05/11/2009

Os cientistas olaram uma gota magnética, com cerca de 4 micrômetros de diâmetro, na superfície de uma célula-tronco embrionária viva, usando um campo magnético externo para agitar as duas.
[Imagem: Chowdhury et al.]

Um pequeno "empurrãozinho" pode ser tudo o que uma célula-tronco embrionária precisa para diferenciar-se em um tipo específicos de célula.

A descoberta, feita por cientistas da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, terá aplicações na clonagem terapêutica e na medicina regenerativa.

"Nossos resultados sugerem que pequenas forças mecânicas podem de fato desempenhar um papel crítico na direção específica da diferenciação," afirma Ning Wang, um dos autores da pesquisa que será publicado no próximo exemplar da revista Nature.

Expressão genética à força

A "maciez" física é uma propriedade intrínseca das células-tronco embrionárias que determina como elas respondem às forças em seu microambiente físico. Os cientistas já sabiam que as forças mecânicas externas determinam como as células-tronco se ligam a uma superfície e como elas se espalham sobre a superfície.

O que eles não sabiam é que a força mecânica externa também influencia como genes específicos são expressados, determinando a rota que a célula-tronco seguirá, diferenciando-se em um tipo específico de célula.

Sensibilidade celular

Para estudar a sensibilidade celular à força mecânica, Wang e seus colegas primeiro colaram uma gota magnética, com cerca de 4 micrômetros de diâmetro, na superfície de uma célula-tronco embrionária viva.

Um campo magnético oscilante, aplicado externamente, portanto sem nenhum contato direto com a célula ou com a gota magnética, fez com que a dupla oscilasse numa e noutra direção.

A natureza cíclica da força mecânica é muito importante no experimento. Segundo Wang, a oscilação simula as forças naturais que atuam no interior de uma célula viva, como o movimento cíclico da miosina, uma espécie de motor de proteína.

Os pesquisadores descobriram que as células-tronco embrionárias são mais flexíveis e muito mais sensíveis às forças cíclicas que as células mais maduras, já diferenciadas.

Os pesquisadores obtiveram os mesmos resultados quando aplicaram as forças cíclicas a células musculares humanas. As células-tronco embrionárias utilizadas no experimento foram colhidas de embriões de ratos. Eles não fizeram experiências com células-tronco embrionárias humanas.

Expressão genética seletiva

Para estudar os efeitos de longo prazo da aplicação das forças mecânicas, os pesquisadores utilizaram corantes fluorescentes verdes, que permitiram acompanhar a expressão de genes específicos que, em última instância, determinam o caminho de desenvolvimento da célula-tronco, ou seja, em que tipo de célula ela se diferenciará.

"Se nossas descobertas puderem ser estendidas para embriões animais em seus primeiros estágios, poderemos ter uma nova forma de diferenciar localmente uma única célula de uma determinada linhagem, deixando todas as demais intactas," explica Wang.

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