Nanotecnologia

Gel para cultura 3D revoluciona pesquisas com células-tronco

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2008

Gel para cultura 3D revoluciona pesquisas com células-tronco
Gel endurecido no interior de um tubo de ensaio depois de ser agitado no equipamento.[Imagem: A-Star]

Cientistas de Cingapura desenvolveram um novo tipo de gel que tem o potencial para revolucionar as culturas celulares tridimensionais (3D), utilizadas em pesquisas biológicas e médicas, principalmente nos estudos de diferenciação das células-tronco.

Culturas celulares em laboratório

As culturas de células e tecidos em laboratório representam um dos principais métodos de pesquisas científicas na área biomédica. Contudo, elas são normalmente feitas sobre uma superfície plana de vidro, uma superfície bidimensional, bem diferente da estrutura 3D em que as células vivem no organismo real.

"A cultura celular em uma matriz 3D vai reproduzir melhor as condições reais no corpo em comparação com a cultura 2D tradicional, feita sobre superfícies planas," explica o Dr. J.Y.Ying, coordenador da pesquisa.

Gel para cultura de células

Já existem geles para a cultura de células em estruturas 3D, mas eles tendem a forçar as células a crescer em glóbulos arredondados. Pesquisadores do MIT criaram uma solução potencial, fabricando armações porosas utilizando a tecnologia dos chips (veja Descoberta permite que células vivas sejam montadas em 3D em laboratório).

Tixotropia

A grande vantagem do gel criado pela equipe do Dr. Yang é que ele apresenta uma propriedade conhecida como tixotropia - a reversão do material entre os estados líquido e gelatinoso.

Quando submetido a uma pequena pressão, o gel se liquefaz. Ele se ressolidifica cerca de um minuto depois que a pressão cessa.

Gel tixotrópico

O gel tixotrópico foi sintetizado a partir de um nanocompósito de sílica (óxido de silício) e polietileno glicol (PEG). O material não exige nenhuma condição especial de armazenamento, podendo ser utilizado à temperatura ambiente.

A reversão entre gel e líquido permite que os pesquisadores insiram as células a serem pesquisadas no material sem a necessidade de qualquer processo químico. Eles também podem extrair amostras para análise com uma pipeta simplesmente forçando o gel a se liquefazer.

Pesquisas com células-tronco

A retirada das células de outros geles similares exige a aplicação de tripsina, uma enzima que danifica as células, principalmente as células-tronco.

"Formas de se controlar a diferenciação de células-tronco são importantes na medida que as células-tronco podem se diferenciar em vários tipos de células. Nosso gel pode representar um método inovador para o estudo da diferenciação das células-tronco, assim como um meio efetivo de introduzir sinais biológicos nas células para investigar seus efeitos em culturas 3D," afirmam os pesquisadores.

Bibliografia:

A Thixotropic Nanocomposite Gel for Three-Dimensional Cell Culture
Y. Shona Pek, Andrew C. A. Wan, Asha Shekaran, Lang Zhuo, Jackie Y. Ying
Nature Nanotechnology
Nov 2008
Vol.: 3, 671 - 675
DOI: 10.1038/nnano.2008.270
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