Quanto tempo leva para as células se apressarem para fechar a ferida de uma mosca da fruta pode nos dizer muito sobre o processo de cura nos estágios iniciais de desenvolvimento dos humanos e, potencialmente, levar a tratamentos para doenças congênitas e prevenir danos a longo prazo. 

Para um estudo publicado como uma carta na  Physical Review Research , uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Corey O'Hern usou dados experimentais publicados anteriormente para desenvolver simulações de computador para descrever como as células respondem a feridas nas asas da mosca da fruta nos estágios embrionário e larval. Em ambos os estágios, as formas de matriz extracelular circundam a ferida e depois encolhem - puxando as células como um cordão de bolsa para fechar a ferida. Acontece que na fase embrionária, porém, a cicatrização de feridas acontece muito mais rapidamente do que nas fases posteriores.

“O que notamos é que no estágio inicial de desenvolvimento a ferida fecha muito mais rápido”, disse O'Hern, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais, física e física aplicada. 

Esse tempo de resposta mais curto, acreditam os pesquisadores, é um efeito de preservação da vida. Ou seja, uma ferida que não cicatriza por um longo período de tempo em um estágio anterior pode levar a grandes problemas mais tarde, durante o desenvolvimento. 

Mas o rápido processo de cura tem um custo. Os pesquisadores compararam as condições dos tecidos cicatrizados nos estágios embrionário e larval e descobriram que as células no estágio embrionário anterior são mais alongadas, levando a feridas cicatrizadas em forma de flor.  

“Quando o cordão da bolsa se fecha rapidamente, as células têm que se esticar”, disse O'Hern. “As células ficam todas aderidas nas bordas do cordão da bolsa, então quando o cordão da bolsa encolhe e fecha a ferida, as células devem esticar. E esse fechamento rápido faz com que as células próximas à ferida se tornem muito mais finas e alongadas do que eram originalmente.”

As células também se esticam durante o processo de cicatrização nos estágios larvais, mas com mais tempo para isso, elas podem relaxar e voltar às suas formas originais. 

A chave para esta descoberta foi o modelo de computador que os pesquisadores desenvolveram para o estudo. A maioria dos modelos computacionais de tecidos epiteliais – as regiões externas dos órgãos – considera o tecido como uma entidade única. O modelo da equipe de O'Hern trata o tecido como uma coleção de células individuais deformáveis.   

“Portanto, com o nosso novo modelo podemos perguntar 'Quão rígida é cada célula? Quão móvel é cada célula? E qual é o formato de cada célula? - tudo independente das demais células. Modelos anteriores trataram o tecido epitelial como um objeto único, com cada célula fortemente acoplada a todas as outras células.” 

Esta nova pesquisa leva a novas questões. Por exemplo, os pesquisadores não conhecem o mecanismo microscópico específico que faz com que as células retornem às suas formas originais pré-feridas. Pesquisas adicionais podem identificar o processo de sinalização química e o mecanismo biofísico associado que desencadeia o relaxamento da forma celular. Mais pesquisas nesta área, disse O'Hern, poderiam levar ao desenvolvimento de uma droga ou outro estímulo que ajude as células embrionárias humanas a retornarem às suas formas originais em resposta a ferimentos, como fazem em estágios posteriores de desenvolvimento, o que teria implicações importantes para possivelmente curando doenças congênitas.