Ciência e Tecnologia
23.10.2013

Implante de hidrogel ativa células nas partes mais profundas do corpo

Chamado Hidrogel de Guia Luminosa, o implante é construído a partir de uma armação polimérica capaz de suportar células vivas

Induzir as células a realizarem tarefas, através do envio da mensagem certa, para um grupo específico de células, no momento certo, continua a ser um grande desafio da ciência.

Neste caminho, a utilização de luz como veículo de comunicação com as células tem sido restringida pela sua capacidade limitada de atravessar os tecidos. Agora, pesquisadores Wellman Center for Photomedicine at Massachusetts General Hospital desenvolveram uma maneira de entregar um sinal de luz para tecidos específicos nas partes mais profundas do corpo humano.

Segundo o autor do estudo, Seok Hyun Yun, "um dos exemplo mais conhecidos do uso da luz é a ativação ou desativação das células cerebrais pela iluminação com diferentes cores de luz para tratar distúrbios cerebrais. Mas como entregar a luz no interior do cérebro ou de outros tecidos tem sido um problema comum, nós acreditamos que este novo implante possa solucionar esta questão."

Chamado de light-guiding hydroge (Hidrogel de Guia Luminosa) , o implante é construído a partir de uma armação de base polimérica capaz de suportar as células vivas e que contém células geneticamente modificadas, quer para realizar uma atividade específica em resposta à luz ou para emitir luz em resposta a um sinal metabólico particular. Uma fibra óptica liga o implante através de fonte externa ou um detector de luz.

Os investigadores determinaram, pela primeira vez, as propriedades deste hidrogel, incluindo a transparência, estabilidade e flexibilidade mais apropriadas para o fornecimento ou a detecção de um sinal de luz. Depois de determinar o número de células que podem ser implantadas dentro do hidrogel, sem reduzir significativamente a sua capacidade para transmitir um sinal de luz, eles desenvolveram e testaram em ratos dois sistemas diferentes, ambos envolvendo implantação de um hidrogel de 4 centímetros sob a pele do animal.

O primeiro implante do sistema continha células geneticamente modificadas para expressar a proteína verde fluorescente (GFP) de emissão de luz em contato com uma toxina. Após a confirmação in vitro da resposta dos hidrogéis à nanopartículas contendo o metal tóxico cádmio, os pesquisadores implantaram estes hidrogéis sob a pele de três grupos de ratos. Um dos grupos foi injetado com as nanopartículas de cádmio, no segundo grupo, as nanopartículas foram injetadas envolvidas em um polímero que blinda as células, e o terceiro recebeu uma injeção de soro fisiológico para controle.

Para investigar uma possível aplicação terapêutica para o sistema, os investigadores utilizaram um implante de hidrogel contendo as células que respondem à luz azul, produzindo glucagon-like peptide-1 (GLP-1), uma proteína que desempenha um papel essencial no metabolismo da glicose. Após a colocação dos implantes na pele de ratos com diabetes, o sinal de luz azul foi entregue por 12 horas. Um dia e meio depois da inserção do implante, os animais que receberam o sinal de luz tinham o dobro do nível de GLP-1 no sangue, juntamente com resultados significativamente melhores em um teste de tolerância à glicose.

"Este trabalho combina várias tecnologias existentes bem conhecidos em seus respectivos campos, como administração de medicamentos, a engenharia genética, a ciência biomaterial, e a fotônica. Esta é a primeira vez que se consegue demonstrar a capacidade para falar através de luz com células nas partes mais profundas do corpo, tanto para detectar a presença de uma toxina, quanto para administrar uma terapia à base de células." completa Yun.

Veja o abstract do estudo

Fonte: Isaude.net