Pesquisadores da Universidade da Califórnia desenvolveram uma técnica capaz de programar células para formar estruturas tridimensionais complexas. O estudo, publicado na revista Developmental Cell, demonstra como determinados tipos celulares podem reorganizar fibras de colágeno e criar formas que se assemelham aos tecidos encontrados naturalmente no organismo.
A descoberta representa um avanço importante para áreas como bioengenharia, engenharia de tecidos e medicina regenerativa. O estudo ajuda a compreender processos de morfogênese, área da biologia que investiga como células e tecidos se organizam para formar estruturas complexas durante o desenvolvimento dos organismos.
“Estou realmente interessado em como as células se auto-organizam em tecidos e órgãos”, disse Zev Gartner, do Centro de Construção Celular da universidade, e autor sênior do artigo. “Se queremos construir com a biologia, essa é a linguagem de engenharia que precisamos aprender.”
A chave para a descoberta de Gartner e seus colegas foram os estudos com células-tronco mesenquimais. Esse tipo celular é amplamente estudado em pesquisas de engenharia de tecidos devido à sua capacidade de influenciar a organização e o desenvolvimento de estruturas biológicas complexas. Segundo o pesquisador, elas conectam outras células de maneira semelhante à forma como a argamassa une tijolos em uma construção.
Eles estudaram as células do trato digestivo de camundongos, observando como as células empurravam e puxavam o colágeno – o tipo mais prevalente de proteína nos animais – para formas que eventualmente se tornariam vilosidades, ou pequenas projeções nos intestinos que ajudariam a absorver nutrientes.
No laboratório, eles colocaram células mesenquimais de camundongos e humanos em fibras de colágeno que eram tão longas quanto um centímetro, e então observaram as fibras se transformarem em diferentes formas. “Todo o processo acontece em pouco mais de duas horas. É extremamente rápido.”, disse ele. “Eu estava totalmente deslumbrado.”
Eles também descobriram como prever as formas que as células criariam com base em sua colocação no colágeno e em outros fatores. Entre as estruturas observadas estavam formas semelhantes a tubos, dobras e geometrias complexas, como o Miura fold, um conhecido padrão de origami.
Eles também colocaram outras células, como células endoteliais de veias umbilicais humanas, no colágeno e descobriram que elas também se dobrariam e, em certas circunstâncias, ajudariam a construir novas formas.
Por último, propositadamente introduziram erros e desafios para impedir que as células mesenquimais dobrassem o colágeno. Mas muitas vezes as células continuaram a dobrar, sugerindo que elas eram robustas o suficiente para mais engenharia no futuro.
Gartner imaginou um dia amarrar as células para formar órgãos e outros tecidos.
“Uma única célula mesenquimal pode mudar a arquitetura do colágeno ao redor”, disse ele. “Mas grandes redes dessas células que se conectam espacialmente, centenas de milhares dessas células trabalhando juntas, organizadas de certas maneiras, podem agora fazer coisas realmente incríveis, dobrando esses tecidos em padrões realmente elaborados e bonitos.”
A capacidade de criar novos órgãos e tecidos em laboratório é considerada um dos objetivos mais promissores da bioengenharia moderna. Tecnologias desse tipo podem contribuir para avanços na medicina regenerativa, permitindo o desenvolvimento de tecidos personalizados para transplantes, testes de medicamentos e estudos sobre doenças que afetam o crescimento celular.
Para obter tecidos para pesquisa em escala adequada, a tecnologia atual exige que os pesquisadores clonem um organismo, depois colhem os órgãos do clone – uma abordagem eticamente questionável. A impressão tridimensional também pode produzir versões de órgãos, mas ainda não conseguem reproduzir com precisão todas as características dos órgãos desenvolvidos naturalmente.
“Haverá que haver algum tipo de engenharia desses tecidos, seja em outros organismos ou biorreatores que fabricamos em um prato”, disse Gartner. “Para fazer isso, vamos ter que entender como o desenvolvimento funciona.”
Pesquisas como esta também contribuem para o avanço dos organoides, estruturas tridimensionais cultivadas em laboratório que reproduzem características de órgãos reais. Esses modelos vêm sendo utilizados em estudos sobre desenvolvimento de tecidos, testes farmacológicos e medicina personalizada. Além disso, este tipo de estudo ajuda pesquisadores a compreender como estruturas biológicas complexas podem ser desenvolvidas a partir da interação entre células, colágeno e outros componentes da matriz extracelular.
A descoberta também reforça o potencial da bioengenharia e da engenharia de tecidos para criar estruturas tridimensionais cada vez mais complexas. Compreender como as células se organizam naturalmente é um passo importante para o desenvolvimento de organoides, tecidos artificiais e futuras aplicações da medicina regenerativa.
Embora a tecnologia ainda esteja em desenvolvimento, a capacidade de programar células para formar estruturas tridimensionais representa um avanço importante para a bioengenharia. No futuro, pesquisas como essa poderão contribuir para a criação de tecidos personalizados, novos tratamentos e até mesmo órgãos cultivados em laboratório para transplantes.
Artigo atualizado em 29/05/2026
