Desenvolvido primeiro modelo digital de uma célula do câncer

Ninguém até hoje havia conseguido criar um gêmeo digital de uma célula do câncer. [Imagem: Sonja Langthaler et al. - 10.1371/journal.pcbi.1009091]

Modelo digital de célula

Os cientistas finalmente conseguiram desenvolver o primeiro modelo de célula cancerígena do mundo, criando assim uma ferramenta essencial para a pesquisa do câncer e o desenvolvimento de medicamentos para a doença.

Os modelos de computador se tornaram a ferramenta padrão na pesquisa biomédica básica há anos.

Contudo, os modelos digitais de células até agora se concentraram em células excitáveis, como neurônios ou células musculares cardíacas, que permitem a simulação de processos eletrofisiológicos não apenas em nível celular, mas também ao nível de tecidos e órgãos.

Esses modelos já estão sendo usados no diagnóstico e mesmo na terapia na prática clínica diária.

A Dra Sonja Langthaler, da Universidade de Tecnologia de Graz (Áustria), está liderando a primeira equipe do mundo a se voltar especificamente para as propriedades eletrofisiológicas específicas das células cancerosas não excitáveis.

Células excitáveis e não excitáveis

Nas células excitáveis, um estímulo elétrico desencadeia os chamados potenciais de ação. Isso leva a mudanças de curto prazo no potencial elétrico, que duram milissegundos na membrana celular, que transmitem informações elétricas de célula para célula. Por meio desse mecanismo, as redes neurais se comunicam ou o músculo cardíaco é ativado, contraindo-se para as batidas do coração.

Os cientistas já sabem, a partir de estudos experimentais, que as células "não excitáveis" também apresentam flutuações características de potencial elétrico na membrana celular. No entanto, em comparação com as células excitáveis, as alterações potenciais ocorrem muito lentamente e ao longo de todo o ciclo celular, ou seja, ao longo de horas e dias.

A equipe austríaca conseguiu agora desenvolver o primeiro modelo de simulação computadorizada desses mecanismos, o que permitirá estudá-los exaustivamente e em inúmeras situações - a abordagem mais interessante desses estudos digitais, também conhecidos como in silico, envolve testar os efeitos de diversas moléculas que podem vir a ser fármacos contra doenças específicas.

Canais iônicos

O que é mais importante é que mudanças patológicas na voltagem da membrana celular, particularmente durante o ciclo celular, são fundamentais para o desenvolvimento e progressão do câncer.

"Os canais iônicos conectam o exterior ao interior de uma célula. Eles permitem a troca de íons como potássio, cálcio ou sódio e, assim, regulam o potencial da membrana. Mudanças na composição dos canais iônicos, bem como um comportamento funcional alterado dos mesmos, podem resultar em problemas na divisão celular, possivelmente até afetando a diferenciação celular e, portanto, transformando uma célula saudável em uma célula doente (cancerígena)," explicou Langthaler.

"Isso pode ser usado para capturar as células cancerosas em uma determinada fase do ciclo celular, mas também para induzir a morte celular prematura (apoptose). Pode-se 'congelar' as células cancerosas enquanto elas estão crescendo ou induzi-las ao suicídio. E são precisamente esses mecanismos que podem ser simulados com a ajuda dos modelos," detalhou seu colega Christian Baumgartner.

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