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Estimular as fibras musculares com ímãs faz com que elas cresçam na mesma direção, alinhando as células musculares dentro do tecido, relatam pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Boston em 20 de outubro na revista. Dispositivo. As descobertas oferecem uma maneira mais simples e menos demorada para os pesquisadores médicos programarem o alinhamento das células musculares, que está fortemente ligado à função muscular saudável.
“A capacidade de produzir músculos alinhados em laboratório significa que podemos desenvolver tecidos modelo para compreender os músculos em estados saudáveis e doentes e para desenvolver e testar novas terapias que combatam lesões ou doenças musculares”, diz o autor sênior Ritu Raman, engenheiro do MIT. . Uma melhor compreensão das regras que regem o crescimento muscular também poderia ter aplicações na robótica, acrescenta ela.
Numa investigação anterior, Raman e colegas descobriram que “exercitar” as fibras musculares, fazendo-as contrair em resposta à estimulação elétrica durante 30 minutos por dia ao longo de 10 dias, tornava as fibras mais fortes. Desta vez, os investigadores queriam explorar se a estimulação mecânica das fibras musculares durante o mesmo período de tempo (em vez de deixá-las responder por si mesmas) teria o mesmo resultado. Para investigar, eles desenvolveram um método para estimular mecanicamente o tecido muscular que difere das técnicas típicas de laboratório.
“Geralmente, quando as pessoas querem estimular tecidos mecanicamente em um ambiente de laboratório, elas agarram o tecido em ambas as extremidades e o movem para frente e para trás, esticando e comprimindo todo o tecido”, disse Raman. “Mas isso realmente não imita a forma como as células se comunicam entre si em nossos corpos. Queríamos controlar espacialmente as forças entre as células dentro de um tecido, combinando os sistemas nativos.”
Para estimular as células musculares de uma forma mais realista, Raman e sua equipe cultivaram células em uma placa de Petri em um gel macio que continha partículas magnéticas. Quando eles moviam um ímã para frente e para trás sob o gel, as partículas também se moviam para frente e para trás, o que “flexionava” as células. Os investigadores puderam controlar com precisão a forma como o gel se movia e, por sua vez, a magnitude e a direção das forças que as células experimentavam, alterando a força e a orientação do íman. Para medir o alinhamento das fibras musculares dentro dos tecidos e se elas se contraíam em sincronia, os colaboradores da equipe da Universidade de Boston desenvolveram um software personalizado que rastreava automaticamente vídeos do músculo e gerava gráficos de seu movimento.
“Ficamos muito surpresos com os resultados do nosso estudo”, disse Raman. Embora a estimulação mecânica das fibras musculares durante o período de 10 dias não parecesse torná-las mais fortes, fez com que todas crescessem na mesma direção.
“Além disso, ficamos entusiasmados ao descobrir que, quando desencadeamos a contração muscular, o músculo alinhado batia de forma síncrona, enquanto o músculo não alinhado não batia ritmicamente”, disse Raman. “Isso confirmou nosso entendimento de que a forma e a função do músculo estão intrinsecamente conectadas e que controlar a forma pode nos ajudar a controlar a função”.
Raman e colegas planejam levar o estudo mais longe, investigando como diferentes regimes de estimulação mecânica impactam as fibras musculares saudáveis e doentes. Além disso, eles planejam estudar como a estimulação mecânica afeta outros tipos de células.
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