Cientistas das universidades de Osaka e Saitama, localizadas no Japão, desenvolveram redes de fibras proteicas que imitam o citoesqueleto celular utilizando apenas um feixe de laser, sem a necessidade de quaisquer alterações químicas nas moléculas. Esse achado, que foi divulgado na revista Advanced Science, aborda um desafio crucial nas pesquisas in vitro.
Os métodos tradicionais para criar essas redes normalmente exigem modificações químicas que podem interferir na função biológica das proteínas, resultando em distorções nos dados experimentais. O citoesqueleto é uma estrutura composta por fibras proteicas que confere forma às células e atua como um trilho para as proteínas motoras, fundamentais em processos como contração muscular e transporte intracelular.
Para explorar a relação entre a estrutura dessas redes e seu comportamento dinâmico, os pesquisadores necessitam de modelos controláveis dentro do laboratório. Até o momento, as tentativas de formação dessas redes dependiam da auto-organização espontânea ou do uso de luz ultravioleta ou azul para induzir a formação localizada. Contudo, a auto-organização carece de um controle exato da arquitetura, enquanto os comprimentos de onda curtos da luz podem interferir nas imagens por fluorescência e requerem modificações químicas nas proteínas para torná-las fotossensíveis.
A nova abordagem utiliza um laser de infravermelho próximo, cujo campo elétrico cria uma força óptica sobre as pequenas moléculas de proteína. De acordo com Hiroshi Yoshikawa, autor principal do estudo, essa força faz com que as moléculas se agrupem no ponto focal do laser sem contato físico direto, resultando em arranjos ordenados de redes fibrosas. As redes produzidas demonstraram movimentos dinâmicos similares aos encontrados em células vivas, incluindo translação e rotação parecida com flagelos, conforme relatado pelo Phys.org.
Esse resultado indica que o sistema criado replica com precisão as propriedades funcionais do citoesqueleto. A técnica não requer modificação química das proteínas, mantendo intacta sua função biológica nativa. Adicionalmente, o comprimento de onda do laser utilizado não interfere nas imagens por fluorescência, evitando problemas durante a visualização.
Os cientistas enxergam diversas aplicações para essa tecnologia em investigações sobre mecanismos celulares como divisão, migração e adesão. Além disso, há potencial para usar essa técnica na elaboração de atuadores protéticos que funcionariam como músculos robóticos. Essa inovação representa um progresso significativo na área da biologia sintética e pode acelerar a compreensão dos processos essenciais da vida.
A possibilidade de gerar redes proteicas sem alterações químicas abre novas perspectivas para pesquisas em biologia celular e engenharia biomédica, possibilitando uma modelagem mais precisa e realista dos sistemas celulares complexos.