Uma equipe de pesquisa da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign integrou com sucesso uma medula espinhal intacta com células musculares para fazer “bio-robôs” em movimento. A integração do músculo e da medula espinhal dá ao movimento dos bio-robôs um ritmo natural de caminhada.
Estruturas tridimensionais que imitam partes do corpo humano podem ser usadas como modelos para ajudar os pesquisadores a entender como os sistemas reais do corpo funcionam, ou para testar novas terapias ou medicamentos. As versões anteriores dos bio-robôs podiam se mover quando seus músculos contraíam. Agora, com uma medula espinhal, os bio-robôs podem se mover com um ritmo mais natural.
Estes bots foram feitos para caminhar
Para fazer os robôs, os pesquisadores imprimiram em 3D um pequeno esqueleto composto por dois suportes e uma ponte flexível entre eles. Eles então adicionaram células musculares ao esqueleto, que se transformou em um anel muscular.
Uma das partes mais difíceis deste trabalho foi a integração da medula espinhal de um rato intacto: ninguém havia conseguido continuar desenvolvendo uma medula espinhal de rato intacta depois de removida do animal. Depois de extrair a medula espinhal, os pesquisadores o adicionaram ao esqueleto junto com as células musculares. Depois de uma semana, eles viram que as junções haviam se formado entre a medula espinhal e os músculos. Essas junções pareciam aquelas formadas quando os neurônios se conectam aos músculos do corpo humano e pareciam mostrar que a medula espinhal e os músculos estavam se comunicando.
Para contrair os músculos, os pesquisadores adicionaram glutamato à parte externa dos bio-robôs. O glutamato é uma molécula que as células nervosas usam para enviar sinais para outras células, e adicioná-lo aos bio-robôs fez com que suas células musculares se contraíssem em um ritmo de caminhada. Depois que o glutamato foi lavado, o movimento parou.
Dando os próximos passos
Esta pesquisa marca a primeira vez que uma medula espinhal de rato foi integrada aos músculos para criar um sistema nervoso primitivo. Os pesquisadores esperam que seus biobots possam ser usados para estudar o sistema nervoso periférico – uma parte difícil do corpo para examinar em animais vivos ou humanos. O próximo passo será melhorar a marcha dos bots para parecer uma caminhada normal.
“O desenvolvimento de um sistema nervoso periférico in vitro – medula espinhal, conseqüências e músculos inervados – pode permitir que os pesquisadores estudem doenças neurodegenerativas como a ELA (esclerose lateral amiotrófica) em tempo real, com maior facilidade de acesso a todos os componentes afetados”, diz Colin Kaufman, principal autor do artigo. “Também existem várias maneiras pelas quais essa tecnologia pode ser usada como uma ferramenta de treinamento cirúrgico, desde atuar como um manequim feito de tecido biológico real até realmente ajudar a realizar a cirurgia em si. Essas aplicações estão, por enquanto, em um futuro bastante distante, mas a inclusão de um circuito intacto da medula espinhal é um importante passo à frente.”
Publicado em 02/06/2020 06h35
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