Como nossas células se organizam para dar sua forma final aos nossos órgãos? A resposta estãona morfogaªnese, o conjunto de mecanismos que regulam sua distribuição no espaço durante o desenvolvimento embriona¡rio. Uma equipe da Universidade de Genebra (UNIGE) acaba de fazer uma descoberta surpreendente nesse campo: quando um tecido se curva, o volume das células que o compõem aumenta em vez de diminuir. Esta descoberta abre novos caminhos para a cultura de órgãos in vitro, uma alternativa parcial a  experimentação animal. Tambanãm sugere novas perspectivas para a produção de determinados materiais. Esta pesquisa foi publicada na revista  Developmental Cell . 

Na biologia, os mecanismos que determinam a distribuição das células no espaço para moldar a forma e a estrutura de nossos tecidos e órgãos são chamados de "morfogaªnese". Esses mecanismos funcionam durante o desenvolvimento embriona¡rio e explicam como, por exemplo, as dobras de nossos intestinos ou os alvanãolos de nossos pulmaµes são formados. Em outras palavras, esses fena´menos estãona base do nosso desenvolvimento e de todos os seres vivos. 

Em um estudo recente, a equipe do professor Roux investigou como as células que compõem um tecido reagem e se adaptam quando ele édobrado. Ao rolar uma monocamada de células in vitro, que éum conjunto compacto e plano de células dispostas uma ao lado da outra, os cientistas da UNIGE fizeram uma descoberta contraintuitivo. "Descobrimos que o volume das células localizadas na curvatura aumentou cerca de 50% após cinco minutos, em vez de diminuir, e depois voltou ao normal em 30 minutos", explica Auranãlien Roux, último autor deste estudo. Isso éo oposto do que pode ser observado ao dobrar um material ela¡stico. 

Ao dobrar essa "folha" de células, semelhante a  que compaµe a nossa pele, os pesquisadores perceberam com mais precisão que esta última inchou para tomar a forma de pequenas cúpulas. "O fato desse aumento de volume ser escalonado no tempo e transita³rio também mostra que se trata de um sistema ativo e vivo", acrescenta Caterina Tomba, primeira autora do estudo e ex-pesquisadora do Departamento de Bioquímica da UNIGE. 

a‰ a combinação de dois fena´menos que explica esse aumento de volume. "A primeira éuma reação meca¢nica a  curvatura, a segunda estãoligada a  pressão osma³tica exercida sobre a canãlula", diz Auranãlien Roux. As células evoluem em um ambiente feito de águasalgada . A membrana semipermea¡vel que os separa de seu ambiente permite que a águapasse, mas não o sal, o que exerce uma certa pressão sobre a canãlula. Quanto maior a concentração de sal no exterior - e, portanto, a chamada pressão osma³tica -, mais águapassara¡ pela membrana da canãlula, aumentando seu volume. 

"Quando uma curvatura éinduzida, as células reagem como se fosse a pressão osma³tica que estivesse aumentando. Assim, elas absorvem mais a¡gua, o que tem o efeito de inchar", explica o pesquisador. 

Compreender como as células respondem a  flexa£o éum avanço importante para o desenvolvimento in vitro de organoides. Essas estruturas multicelulares tridimensionais, projetadas para imitar a microanatomia de um órgão e suas funções, podem de fato permitir uma grande quantidade de pesquisas sem a necessidade de experimentação animal. "Nossa descoberta éum fena´meno ativo a ser levado em consideração para controlar o crescimento esponta¢neo dos organoides, ou seja, para obter a forma e o tamanho desejados do a³rga£o", diz Auranãlien Roux. O objetivo a longo prazo seria ser capaz de "crescer" qualquer órgão de substituição para determinados pacientes. 

Esses resultados também são de interesse da indaºstria. "Hoje, não hámateriais que aumentem de volume quando dobrados. Os engenheiros conceituaram esse material sem perceber, porque sua produção era extremamente complicada. Nosso trabalho, portanto, também oferece novas chaves para entender o desenvolvimento desses materiais", conclui Auranãlien Roux.