Ondas sonoras ativam células-tronco para regenerar ossos

Imagem ampliada mostrando células-tronco adultas em processo de transformação em células ósseas após tratamento com ondas sonoras de alta frequência (a coloração verde mostra a presença de colágeno, que as células produzem à medida que se tornam células ósseas).
[Imagem: RMIT University]

Engenharia óssea

Ondas sonoras foram usadas pela primeira vez para transformar células-tronco em células ósseas, em um avanço da engenharia de tecidos que, no futuro, poderá ajudar os pacientes a regenerar ossos perdidos por câncer ou doenças degenerativas.

O tratamento inovador supera alguns dos maiores desafios do campo, graças à precisão com que as ondas sonoras de alta frequência podem ser aplicadas.

A engenharia de tecidos é um campo emergente que visa reconstruir ossos e músculos, aproveitando a capacidade natural do corpo humano de se curar. Um desafio-chave na regeneração óssea em particular é a necessidade de grandes quantidades de células ósseas que precisam prosperar e florescer para dar origem a um osso íntegro.

Até o momento, os processos experimentais para transformar células-tronco adultas em células ósseas dependem de equipamentos complicados e caros e, mesmo assim, nunca alcançaram uma produção em massa de células ósseas, tornando irrealista a aplicação clínica generalizada. Além disso, os poucos ensaios clínicos que tentaram regenerar ossos usaram células-tronco extraídas da medula óssea do paciente, um procedimento altamente doloroso.

Esquema e foto do microchip gerador de ondas sonoras usado no experimento.
[Imagem: Lizebona August Ambattu et al. - 10.1002/smll.20210682]

Células-tronco ativadas por som

Lizebona Ambattu e seus colegas da Universidade RMIT (Austrália) adotaram uma técnica radicalmente diferente: Eles desenvolveram um protocolo para tratar as células-tronco com ondas sonoras de alta frequência, o que as fez transformarem-se em células ósseas de forma rápida e eficiente.

As ondas sonoras de alta frequência são geradas por um microchip de baixo custo desenvolvido na própria universidade.

Outro fator de destaque é que o tratamento mostrou-se eficaz em vários tipos de células, incluindo células-tronco derivadas de gordura, que são muito menos dolorosas para se extrair de um paciente.

"As ondas sonoras reduzem em vários dias o tempo de tratamento geralmente necessário para que as células-tronco comecem a se transformar em células ósseas. Este método também não requer drogas especiais 'indutoras de osso' e é muito fácil de aplicar às células-tronco. Nosso estudo descobriu que essa nova abordagem tem um forte potencial para ser usada no tratamento de células-tronco [em ambiente clínico]," disse a pesquisadora Amy Gelmi.

A próxima etapa da pesquisa será investigar métodos para fazer com que tudo funcione em larga escala, trabalhando para o desenvolvimento de biorreatores práticos para impulsionar a diferenciação das células-tronco com maior eficiência.