Uma equipe de cientistas da ETH Zurich criou microrrobôs biohíbridos que têm a capacidade de regenerar a medula espinhal, utilizando uma combinação de células-tronco vivas e nanopartículas que respondem a campos magnéticos. Essa inovação dispensa o uso de eletrodos invasivos, trazendo novas possibilidades para o tratamento de lesões na medula. Os achados, publicados na revista Nature Materials, mostraram que peixes-zebra e camundongos com lesões severas conseguiram recuperar movimentos quase normais em poucos dias.
Os microrrobôs, conhecidos como NPCbots, são formados por células progenitoras neurais originadas de células-tronco pluripotentes induzidas, envoltas em nanopartículas em duas camadas. O núcleo das partículas é sensível a campos magnéticos, enquanto a camada externa converte essa reação em sinais elétricos. Salvador Pané i Vidal, do Laboratório de Robótica Multi-Escala da ETH Zurich, explicou o método de fabricação utilizado em sistemas laboratoriais miniaturizados: “Inserimos um reservatório central para capturar as células, injetamos as nanopartículas e aguardamos que se conectem”.
Após apenas trinta minutos, conforme reportado pelo portal phys.org, cada NPCbot tem aproximadamente seis micrômetros e está pronto para utilização. A produção já alcançou centenas de milhares para pesquisas celulares e milhões para experimentos com animais. Nos peixes-zebra, a injeção precisa dos robôs no local da lesão, seguida pela aplicação de campos eletromagnéticos externos, acelerou a diferenciação das células-tronco. Em um período de três dias, os peixes exibiram comportamentos próximos do normal ao nadar e explorar.
No caso dos camundongos com a medula completamente cortada, os neurônios reconectaram-se ao longo de 28 dias. A marcha dos animais melhorou gradativamente, assim como sua coordenação e curiosidade exploratória, sem efeitos adversos ou reações imunológicas. Hao Ye, primeiro autor do estudo e pesquisador sênior na ETH Zurich, enfatizou que a abordagem microrrobótica proporciona um tratamento mais preciso e menos invasivo, eliminando a necessidade dos cabos e eletrodos que eram utilizados anteriormente para estimular as células implantadas.
A técnica se destaca pela habilidade dos campos magnéticos em penetrar facilmente nos tecidos, permitindo ajustes na frequência e intensidade conforme necessário. Isso minimiza o risco de danos à medula espinhal. Após estimularem a diferenciação das células progenitoras em novos neurônios, os NPCbots se dissolvem no tecido circundante. A equipe acredita que as nanopartículas de titanato de bário possuem estabilidade e baixa reatividade; no entanto, investigações adicionais são necessárias para determinar se elas são degradadas ou excretadas ao longo do tempo.
O estudo teve a colaboração de Stephan Neuhauss e Jingjing Zang da Universidade de Zurique, que facilitaram a demonstração em um modelo regenerativo bem definido e confirmaram a rapidez da diferenciação celular. Pané Vidal salientou que esta plataforma de produção em chip possui potencial além da pesquisa básica, podendo ser adaptada para diversas áreas como cardiologia, oncologia, cicatrização de feridas e outras terapias regenerativas sob controle magnético.