Um grupo internacional de pesquisadores da Rússia e França identificou um princípio fundamental que governa a estrutura dos tecidos vivos, desde o epitélio da pele até as complexas colônias de corais. Esta descoberta, segundo os autores do trabalho, é de grande importância para uma compreensão aprofundada dos processos de cicatrização de feridas. Os detalhes da pesquisa foram publicados na revista científica Physical Review Research, conforme comunicado pela assessoria de imprensa do Fundo de Ciência Russo (RSF).
Os tecidos epiteliais, que formam a pele, as paredes do intestino e outros órgãos internos, são compostos por células poligonais densamente compactadas. Pesquisas anteriores já haviam demonstrado que, em epitélios saudáveis de diversas espécies de animais e plantas, essas células se organizam de acordo com um princípio universal de eficiência energética, que dita um número específico de faces e vizinhos para cada célula.
No entanto, permanecia incerto se esse princípio fundamental se aplicava a estruturas biológicas mais complexas, como os corais, que são colônias formadas por milhares de pequenos organismos — os pólipos.
Especialistas da Universidade Federal do Sul (Rostov-on-Don) e da Universidade de Montpellier (França) realizaram uma análise comparativa da organização celular do epitélio com a disposição de pólipos individuais em colônias de corais.
Para estudar a disposição das células do epitélio do colo do útero humano e do rim de macaco, os pesquisadores utilizaram um microscópio confocal, um instrumento que permite obter imagens de tecidos com alto contraste e resolução espacial. Além disso, milhares de imagens digitais de colônias de corais das famílias Faviidae, Merulinidae e Montastraeidae foram obtidas por meio de microtomografia computadorizada. Para cada pólipo nessas colônias, os pesquisadores determinaram o número de seus vizinhos mais próximos e a área ocupada.
Os resultados revelaram uma surpreendente coincidência: a distribuição dos pólipos pelo número de vizinhos nas colônias de corais estudadas correspondeu quase perfeitamente à das células nos epitélios. Notavelmente, a maioria dos elementos estruturais (entre 43 e 51 por cento) possuía seis vizinhos, cerca de 25 a 27 por cento tinham cinco, e uma quantidade menor possuía quatro, sete, oito ou nove vizinhos.
Para explicar esse fenômeno, os cientistas desenvolveram um modelo computacional. Ele sugere que tanto as células quanto os pólipos se comportam como partículas que se repelem mutuamente quando estão muito próximas e deixam de interagir a grandes distâncias.
Os autores do estudo destacam que o modelo desenvolvido pode ser útil em diversas áreas: desde a compreensão dos mecanismos de desenvolvimento de tecidos e cicatrização de feridas até a avaliação ecológica da saúde dos recifes de corais e a biomedicina.
“Sistemas biológicos muito diferentes em seu nível de organização utilizam um princípio físico simples e universal para construir sua estrutura. O conhecimento adquirido é importante para entender os mecanismos de restauração e desenvolvimento de tecidos no âmbito da medicina regenerativa”, afirmou Sergey Roshal, líder do projeto, professor do departamento de nanotecnologia da Universidade Federal do Sul, cuja trabalho foi apoiado por uma bolsa do RSF.
Ele acrescentou que, com base nesses princípios, também será possível prever como os recifes de corais, que estão sob ameaça devido às mudanças climáticas e à poluição marinha, reagirão às transformações ambientais. Atualmente, colegas franceses dos cientistas da Universidade Federal do Sul continuam o trabalho, estudando amostras de corais fósseis usando microtomografia computadorizada.
