Cientistas da Universidade de Osaka e da Universidade de Saitama, no Japão, desenvolveram redes de fibras proteicas que imitam o citoesqueleto celular utilizando apenas um feixe de laser, sem a necessidade de alterações químicas nas moléculas. Esta descoberta, divulgada na revista Advanced Science, aborda uma questão crucial em pesquisas in vitro.
Os métodos tradicionais para a criação dessas redes dependem de modificações químicas que podem comprometer a funcionalidade biológica das proteínas e distorcer os resultados obtidos em experimentos. O citoesqueleto desempenha um papel fundamental como estrutura interna composta por fibras proteicas, responsável por manter a forma das células e servir como trilhos para proteínas motoras, as quais executam funções essenciais como contração muscular e transporte intracelular.
Para explorar a relação entre a organização dessas redes e seu comportamento dinâmico, os pesquisadores necessitam de modelos que permitam controle em ambiente laboratorial. Até o momento, as tentativas de criar essas redes se baseavam na auto-organização espontânea ou no uso de luz ultravioleta ou azul para induzir formação localizada. No entanto, a auto-organização limita o controle sobre a arquitetura da rede, enquanto a luz com comprimentos mais curtos pode interferir nas imagens por fluorescência e requer modificações químicas nas proteínas para torná-las fotossensíveis.
A nova abordagem utiliza um laser de infravermelho próximo que gera uma força óptica sobre as pequenas moléculas de proteína através do seu campo elétrico. Segundo Hiroshi Yoshikawa, autor principal do estudo, essa força provoca a acumulação das moléculas no foco do laser sem contato físico direto, resultando em arranjos fibrosos altamente organizados. As redes produzidas demonstraram movimentos dinâmicos análogos aos observados em células vivas, como translação e rotação similar à dos flagelos, conforme relatado pelo Phys.org.
Esses achados indicam que o sistema criado é capaz de reproduzir com precisão as propriedades funcionais do citoesqueleto. A técnica não requer modificações químicas, preservando assim a funcionalidade biológica natural das proteínas. Além disso, o comprimento de onda do laser utilizado não interfere nas imagens obtidas por fluorescência, garantindo uma visualização clara.
Os pesquisadores vislumbram diversas aplicações dessa tecnologia em estudos sobre mecanismos celulares como divisão, migração e adesão. Há também potencial para sua utilização na construção de atuadores protéticos que poderiam atuar como músculos robóticos. Essa inovação representa um progresso considerável para a biologia sintética e pode acelerar a compreensão de processos fundamentais da vida.
A habilidade de criar redes de proteínas sem recorrer a modificações químicas abre novas perspectivas para investigações em biologia celular e engenharia biomédica, permitindo modelagens mais precisas e realistas de sistemas celulares complexos.
