Estudo investiga como as forças físicas e a rigidez dos tecidos podem influenciar a entrada e a multiplicação de vírus nas células pulmonares. (Foto: Instagram)
A mecanobiologia estuda como forças físicas influenciam os processos biológicos e pode ajudar a explicar por que alguns tecidos são mais vulneráveis a infecções. As células percebem, por exemplo, o fluxo sanguíneo, sustentam o peso das vértebras e se distendem a cada respiração. Como os vírus invadem essas células, também precisam lidar com as forças presentes no corpo e no ambiente celular.
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Ao entrar no organismo, muitos vírus se ligam a receptores na superfície celular. O movimento da membrana, impulsionado pelo citoesqueleto, pode fazê-la envolver a partícula e levá-la para dentro da célula por endocitose. Depois, o vírus percorre estruturas internas, libera seu material genético e usa os recursos celulares para produzir cópias. Novas partículas deixam a célula e podem infectar células vizinhas.
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Todas essas etapas envolvem aspectos físicos. A tensão da membrana pode facilitar ou dificultar a entrada do vírus, enquanto o citoesqueleto participa do transporte de partículas e da percepção de forças externas. A rigidez do ambiente também influencia a organização e o comportamento das células, alterando sua suscetibilidade à infecção. Isso pode ser especialmente importante para pessoas com fibrose pulmonar, cujos pulmões ficam rígidos e perdem parte da capacidade de se distender.
Para estudar essas interações, pesquisadores cultivam células pulmonares em camadas flexíveis de um polímero à base de silicone chamado PDMS, ajustadas para imitar a maciez do tecido pulmonar. As camadas são colocadas em câmaras que se esticam e relaxam sob controle de computador, reproduzindo os movimentos da respiração. Esse método busca representar melhor as condições do corpo do que as placas de plástico rígido usadas habitualmente em laboratórios de virologia.
A equipe também acompanha as proteínas YAP e TAZ, que funcionam como sensores de força. Quando os tecidos ficam rígidos ou sob tensão, elas se deslocam para o núcleo celular e ativam genes relacionados ao crescimento e à reparação. Em ambientes mais macios, tendem a permanecer inativas fora do núcleo. Com a ferramenta de edição genética CRISPR, é possível associar marcadores fluorescentes a essas proteínas e observar sua atividade em tempo real, inclusive durante uma infecção.
Resultados iniciais indicam que a rigidez do ambiente celular pode influenciar a intensidade da infecção: células pulmonares cultivadas em superfícies mais rígidas, semelhantes às encontradas na fibrose, parecem ser mais infectadas. Essa questão importa diante da presença persistente de infecções respiratórias. Resfriado comum, COVID-19 e gripe são apenas parte do quadro: mais de 200 espécies de vírus são conhecidas por infectar seres humanos. Entender a mecânica, além dos aspectos bioquímicos e imunes, pode abrir caminho para tratamentos que reduzam a tensão nos tecidos e para biomarcadores capazes de indicar suscetibilidade ao endurecimento e a determinadas vias de infecção.
