Uma equipe de pesquisa composta pelo Professor Dong Sung Kim, Professora Anna Lee e Dr. Jaeseung Youn do Departamento de Engenharia Mecânica da POSTECH recriou com sucesso a estrutura das rugas em tecido biológico in vitro, descobrindo os mecanismos por trás de sua formação. Suas descobertas foram publicadas em 19 de agosto no periódico internacional Comunicações da Natureza.
Embora as rugas sejam frequentemente associadas ao envelhecimento da pele, muitos órgãos e tecidos, incluindo o cérebro, o estômago e os intestinos, também têm padrões distintos de rugas. Essas estruturas desempenham um papel fundamental na regulação dos estados celulares e na diferenciação, contribuindo para as funções fisiológicas de cada órgão. Entender como os tecidos biológicos se dobram e formam rugas é vital para entender a complexidade dos organismos vivos além das preocupações cosméticas. Esse conhecimento pode ser fundamental para o avanço da pesquisa em áreas como envelhecimento da pele, terapias regenerativas e embriologia.
Apesar da importância das estruturas biológicas de rugas, muitas das pesquisas nessa área têm se apoiado em modelos animais, incluindo moscas-das-frutas, camundongos e galinhas, devido às limitações na replicação da formação de rugas in vitro. Como resultado, os processos detalhados por trás da formação de rugas em tecidos vivos permanecem amplamente desconhecidos.
A equipe do professor Dong Sung Kim abordou essa limitação desenvolvendo um modelo de tecido epitelial composto somente de células epiteliais humanas e matriz extracelular (ECM). Ao combinar esse modelo com um dispositivo capaz de aplicar forças compressivas precisas, eles recriaram e observaram com sucesso estruturas de rugas in vitro que são tipicamente vistas no intestino, pele e outros tecidos in vivo. Esse avanço permitiu que eles, pela primeira vez, replicassem tanto a deformação hierárquica de uma única ruga profunda causada por uma forte força compressiva quanto a formação de inúmeras pequenas rugas sob compressão mais leve.
A equipe também descobriu que fatores como a estrutura porosa da ECM subjacente, desidratação e a força compressiva aplicada à camada epitelial são cruciais para o processo de formação de rugas. Seus experimentos revelaram que forças compressivas deformando a camada de células epiteliais causaram instabilidade mecânica dentro da camada da ECM, resultando na formação de rugas. Além disso, eles descobriram que a desidratação da camada da ECM foi um fator-chave no processo de formação de rugas. Essas observações espelharam de perto os efeitos vistos no envelhecimento da pele, onde a desidratação da camada de tecido subjacente leva ao desenvolvimento de rugas, fornecendo um modelo mecanobiológico para entender a formação de rugas.
O professor Dong Sung Kim expressou a importância da pesquisa dizendo: “Desenvolvemos uma plataforma que pode replicar várias estruturas de rugas em tecido vivo sem a necessidade de testes em animais.” Ele acrescentou: “Esta plataforma permite imagens em tempo real e observação detalhada da formação de rugas em nível celular e tecidual, processos que são difíceis de capturar em modelos animais tradicionais. Ela tem aplicações abrangentes em campos como embriologia, engenharia biomédica, cosméticos e muito mais.”
A pesquisa foi conduzida com o apoio do Programa de Pesquisa de Meio de Carreira da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia e do Ministério da Ciência e TIC, e do Projeto Alquimista do Ministério do Comércio, Indústria e Energia.
