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A equipe de pesquisadores da ETH Zurich criou microrrobôs biohíbridos que têm o potencial de regenerar a medula espinhal, utilizando uma combinação de células-tronco vivas e nanopartículas que respondem a campos magnéticos. Essa inovação elimina a necessidade de eletrodos invasivos e abre novas oportunidades para tratamentos de lesões na medula. Os achados foram divulgados na revista Nature Materials, onde foi demonstrado que peixes-zebra e camundongos com lesões severas recuperaram quase totalmente seus movimentos em um curto período.
Os robôs, chamados NPCbots, são compostos por células progenitoras neurais oriundas de células-tronco pluripotentes induzidas, combinadas com nanopartículas em duas camadas. A parte interna reage a campos magnéticos, enquanto a camada externa transforma essa reação em sinais elétricos. Salvador Pané i Vidal, integrante do Laboratório de Robótica Multi-Escala da ETH Zurich, explicou como os NPCbots são fabricados em sistemas de laboratório em chip: “Criamos um reservatório central para capturar as células, injetamos as nanopartículas e esperamos pela ligação entre os dois elementos”.
Conforme informações do portal phys.org, cada NPCbot, com aproximadamente seis micrômetros de diâmetro, pode ser produzido em apenas trinta minutos. A produção já é capaz de gerar centenas de milhares desses robôs para investigações celulares e milhões para experimentos em animais. Nos peixes-zebra, a aplicação precisa dos robôs na área da lesão e a subsequente ativação por campos eletromagnéticos externos aceleraram o processo de diferenciação das células-tronco. Em três dias, esses peixes mostraram comportamentos de nado e exploração quase normais.
No caso dos camundongos que tiveram sua medula completamente seccionada, observou-se a re-conexão dos neurônios ao longo de 28 dias. A marcha dos animais melhorou progressivamente, assim como sua coordenação e curiosidade exploratória, sem apresentar reações adversas ou problemas imunológicos. Hao Ye, primeiro autor do estudo e cientista sênior na ETH Zurich, enfatizou que a utilização da microrobótica torna o tratamento mais preciso e menos invasivo, eliminando a necessidade dos cabos e eletrodos utilizados anteriormente para estimular as células implantadas.
A principal vantagem dessa técnica reside na facilidade com que os campos magnéticos atravessam os tecidos, permitindo ajustes nas frequências e intensidades conforme necessário. Isso reduz o risco de danos à medula espinhal. Após estimular as células progenitoras a se transformarem em novos neurônios, os NPCbots se dissolvem no tecido circundante. A equipe acredita que as nanopartículas de titanato de bário demonstram estabilidade e baixa reatividade; contudo, estudos adicionais serão essenciais para determinar se elas são degradadas ou excretadas ao longo do tempo.
O estudo contou com a participação dos pesquisadores Stephan Neuhauss e Jingjing Zang da Universidade de Zurique, que facilitaram a demonstração em um modelo bem caracterizado para regeneração e confirmaram a velocidade do processo de diferenciação celular. Pané Vidal destacou que a plataforma baseada em chip possui um potencial que vai além da pesquisa fundamental, podendo ser adaptada para outros campos como cardiologia, oncologia, cicatrização de feridas e diversas terapias regenerativas controladas magneticamente.
