Cientistas da ETH Zurich criaram microrrobôs biohíbridos que têm a capacidade de regenerar a medula espinhal ao combinar células-tronco vivas com nanopartículas que respondem a campos magnéticos. Essa inovação elimina a necessidade de eletrodos invasivos, abrindo novas possibilidades para o tratamento de lesões na medula espinhal. Os achados foram publicados na revista Nature Materials, mostrando que peixes-zebra e camundongos com lesões severas conseguiram recuperar quase totalmente seus movimentos em apenas alguns dias.
Os microrrobôs, chamados de NPCbots, são constituídos por células progenitoras neurais que provêm de células-tronco pluripotentes induzidas, acopladas a nanopartículas em duas camadas. A parte interna dessas nanopartículas responde aos campos magnéticos, enquanto o revestimento exterior transforma essa resposta em sinais elétricos. Salvador Pané i Vidal, do Laboratório de Robótica Multi-Escala da ETH Zurich, explicou como ocorre o processo de fabricação em sistemas de laboratório em chip: “Criamos um reservatório central para capturar as células, injetamos as nanopartículas e aguardamos a conexão entre os dois elementos”.
Conforme relatado pelo portal phys.org, cada NPCbot, com aproximadamente seis micrômetros de tamanho, fica pronto para uso em apenas trinta minutos. A produção já atinge centenas de milhares desses robôs para estudos celulares e milhões para experimentos com animais. Em peixes-zebra, a aplicação precisa dos robôs na área da lesão, seguida pela utilização de campos eletromagnéticos externos, acelerou o processo de diferenciação das células-tronco. Após três dias, os peixes apresentaram comportamentos de natação e exploração muito próximos do normal.
No caso dos camundongos cuja medula foi completamente cortada, observou-se que os neurônios se reconectaram ao longo de 28 dias. Habilidades como marcha e coordenação foram gradualmente aprimoradas, sem qualquer reação adversa ou imunológica. Hao Ye, principal autor do estudo e cientista sênior da ETH Zurich, enfatizou que a precisão proporcionada pela microrrobótica torna o tratamento mais exato e menos invasivo, eliminando a necessidade dos cabos e eletrodos anteriormente utilizados para estimular as células implantadas.
A principal vantagem dessa técnica reside na capacidade dos campos magnéticos de penetrar facilmente nos tecidos, permitindo ajustes dinâmicos na frequência e intensidade conforme necessário. Isso minimiza o risco de danos à medula espinhal. Após estimular a diferenciação das células progenitoras em neurônios novos, os NPCbots se dissolvem no tecido circundante. A equipe acredita que as nanopartículas feitas de titanato de bário são estáveis e pouco reativas; no entanto, estudos adicionais são necessários para verificar se elas são degradadas ou excretadas pelo organismo.
O trabalho contou com a colaboração dos pesquisadores Stephan Neuhauss e Jingjing Zang da Universidade de Zurique, que possibilitaram demonstrações em um modelo regenerativo bem estabelecido e confirmaram a velocidade da diferenciação celular. Pané Vidal destacou que essa plataforma para produção em chip possui potencial que vai além da pesquisa básica, podendo ser adaptada para diversas áreas como cardiologia, oncologia, cicatrização de feridas e outras terapias regenerativas controladas por magnetismo.