Pesquisadores da Universidade de Osaka e da Universidade de Saitama, no Japão, conseguiram fabricar redes de fibras proteicas que mimetizam o citoesqueleto celular usando exclusivamente um feixe de laser, sem qualquer modificação química das moléculas envolvidas. A descoberta, publicada no periódico Advanced Science, resolve um problema crítico nos estudos in vitro.
Os métodos atuais de construção dessas redes exigem alterações químicas que podem prejudicar a função biológica das proteínas e distorcer os resultados experimentais. O citoesqueleto é a estrutura interna de fibras proteicas que dá forma às células e serve de trilho para as proteínas motoras, responsáveis por funções como contração muscular e transporte intracelular.
Para investigar a relação entre a organização dessas redes e seu comportamento dinâmico, os cientistas precisam de modelos controláveis em laboratório. Até agora, as tentativas de criar essas redes recorriam à auto-organização espontânea ou ao uso de luz ultravioleta ou azul para induzir a formação localizada. A auto-organização não permite controle preciso da arquitetura, e a luz de comprimentos curtos interfere na imagem por fluorescência, além de exigir a modificação química das proteínas para se tornarem fotossensíveis.
A nova técnica emprega um laser de infravermelho próximo, cujo campo elétrico gera uma força óptica sobre as minúsculas moléculas de proteína. Como explica o autor principal do estudo, Hiroshi Yoshikawa, essa força faz com que as moléculas se acumulem no ponto focal do laser sem que entrem em contato físico direto, resultando em arranjos altamente ordenados de redes fibrosas. Segundo o Phys.org, as redes fabricadas exibiram movimentos dinâmicos semelhantes aos observados em células vivas, como movimento de translação e rotação similar a flagelos.
Isso demonstra que o sistema obtido reproduz fielmente as propriedades funcionais do citoesqueleto. A abordagem não requer modificação química, preservando a função biológica nativa das proteínas. Além disso, o comprimento de onda do laser não se sobrepõe ao usado em imagens de fluorescência, evitando interferências durante a visualização.
Os pesquisadores vislumbram aplicações em estudos de mecanismos celulares como divisão, migração e adesão, além de potencial uso na criação de atuadores protéticos que funcionariam como músculos robóticos. A tecnologia representa um avanço significativo para a biologia sintética e pode acelerar a compreensão de processos fundamentais da vida.
A capacidade de criar redes de proteínas sem modificações químicas abre novas possibilidades para a pesquisa em biologia celular e engenharia biomédica, permitindo a modelagem mais precisa e realista de sistemas celulares complexos.