Filme muscular gera robôs de células cardíacas e silicone

Material criado por cientistas americanos poderá dar origem a próteses e novos tipos de máquina

Uma equipe de cientistas dos Estados Unidos conseguiu cultivar células do músculo cardíaco de ratos sobre uma superfície elástica, criando uma fina lâmina muscular capaz de mover-se, contrair-se - espontaneamente ou em resposta a estímulos elétricos -  e, até, nadar, como um robô biológico. Asssita ao vídeoSegundo o pesquisador Kit Parker, da Universidade Harvard, o novo material poderá ser usado na criação de tecidos ou órgãos para transplantes, próteses ou, mesmo, de motores que imitem as funções de músculos vivos. O substrato elástico usado é o polidimetilsiloxano, ou PDMS, um silicone mais conhecido como "recheio" de alguns tipos de prótese de seios.  A superfície de PDMS foi tratada para aderir às células cardíacas jovens de modo a garantir que crescessem na configuração correta: dependendo da disposição e orientação das células, cada versão do produto - chamado pelo criadores de filmes musculares delgados, ou MTFs, na sigla em inglês - demonstrou movimentos diferentes, dando origem a "robôs" que nadavam, andavam, contraíam-se ou espiralavam-se. "Em uma série de etapas, trabalhamos a química da superfície do PDMS até conseguirmos uma matriz de proteínas no padrão desejado", explicou Parker, em entrevista ao estadao.com.br. "Então, os miócitos (células de músculo cardíaco) prenderam-se à matriz, que estava fixada rigidamente no PDMS. Os miócitos  formam proteínas deles mesmos que lhes permitem agarrar a matriz". Como os miócitos são células vivas, os MTFs precisam de nutrição e oxigênio para viver. "O meio em que eles funcionam precisa ter todos os componentes necessários para sustentar o metabolismo normal da célula", diz Parker. "Nossas criações são delgadas, com a espessura aproximada de uma única célula. Por conta disso, não precisamos construir um sistema vascular no músculo, o que evita um bocado de trabalho já que, como está, o oxigênio pode se difundir livremente pelos miócitos", explica. Segundo o pesquisador, o MTF parece ser mais forte que uma massa equivalente de músculo natural dos ratos. "Mas é difícil fazer comparações, já que o nosso (músculo) trabalha em soluções dentro de um laboratório, e feixes de músculos tridimensionais são projetado para trabalhar em seres vivos, o que fazem muito bem, aliás". Em vídeos publicados no website da revista Science, MTFs aparecem abrindo-se e fechando-se como pinças, ou em espirais que se estreitam e relaxam, como molas de relógios. Segundo Parker, as possíveis aplicações dos filmes podem ser tanto biomédicas quanto mecânicas. "Eles poderão ser usados em próteses de tecidos, como curativos para feridas e como motores para aparelhos que exijam algumas das funcionalidades exclusivas dos organismos vivos. Podem ser usados no teste de novas drogas", para simular como uma substância afetará o ritmo de batimento cardíaco.  "E para estudar a biomecânica da natação de formas de vida marinhas", acrescenta Parker. Como exemplo prático dessa última aplicação, no artigo publicado na Science sobre o trabalho os cientistas descrevem o uso de MTFs para recriar o movimento de natação do basilossauro, uma forma primitiva de baleia que viveu no período eoceno, há cerca de 35 milhões de anos e que, acredita-se, nadava como uma enguia, oscilando o corpo para cima e para baixo. Para criar seus minibasilossauros de silicone, Parker e colegas cortaram pedaços triangulares de MTF cultivados em uma base de 30 micrômetros - milésimos de milímetro - de espessura. Estímulos elétricos levaram à contração e relaxamento das células musculares, fazendo o triângulo nadar. E o estímulo elétrico aplicado "pode ser escolhido de forma a maximizar a distância percorrida por ciclo de contração" das células, diz o artigo. Além disso, diferentes configurações das células no filme geraram nadadores de desempenho distinto. E a que novas tecnologias o MTF poderia dar origem? "Remendos para áreas infartadas do coração, remendos para músculos destruídos, criação de órgãos artificiais", arrisca Parker.