Pesquisadores de Harvard fazem células humanas emitir laser.
Pesquisadores da Escola de Medicina de Harvard criaram, pela primeira vez, minúsculas partículas capazes de fazer com que células humanas produzam laser, iluminando-as de dentro para fora. Levando luz a regiões intracelulares inéditas, a nova técnica poderia ajudar a tratar doenças como o câncer. Nos experimentos, os microlasers fizeram pele de porco e células cancerígenas de humanos "acenderem".
O grupo conseguiu criar estruturas esféricas – os “microressonadores ópticos” – de dois tipos diferentes, que juntas funcionam como um espelho: uma de textura macia, feita de gotículas de óleo, e outra de textura rígida, feita de pérolas sólidas de poliestireno (mesmo plástico utilizado em isopor). Quando combinadas, as superfícies das gotículas e dos grãozinhos agem como espelhos, refletindo certas frequências de luz.
Os cientistas então carregaram essas estruturas microscópicas, ou "cavidades", com moléculas de corante fluorescente. Em seguida, eles lançaram pulsos curtos de luz, fazendo com que as estruturas emitissem laser de volta.
Isso acontece porque os raios laser são formados em uma reação de cadeia: um átomo energizado estimula o outro. Para criar o efeito, muitas vezes são usadas essas "cavidades", chamadas de ressonadores ópticos, revestidas com espelhos, para que a luz ande de um lado para outro e estimule os átomos dentro dessas cavidades.
Microressonadores ópticos são utilizados para outros fins médicos, como para escanear algumas partes danificadas do corpo, por exemplo. Só que tais aplicações têm algumas limitações, já que esses tratamentos dependem apenas de onde a luz pode penetrar. Ao colocar lasers dentro das células, a nova técnica permite que a medicina alcance mais locais no interior do corpo.
A luz emitida pelas gotículas de óleo, eles concluíram, é muito sensível à atividade intracelular. E isso permite, por exemplo, medir as forças exercidas pelo citoesqueleto, o “esqueleto” das células – algo inédito. Como cada microlaser gera uma quantidade insignificante de calor (menos de um grau Celsius), ele poderia ser usado com segurança em humanos.
“Há muito tempo estamos interessados em fazer lasers de materiais biológicos”, disse Andy Seok-Hyun Yun, autor do estudo e cientista biológico da Escola de Medicina de Harvard, ao site Live Science. “Agora, nós temos algo que podemos colocar dentro das células, que pode ser injetado ou implantado dentro do corpo”.
Os cientistas notaram também que as cores das luzes que os grãos plásticos emitem podem variar muito, dependendo do diâmetro e dos corantes que carregavam. Uma possibilidade para aproveitar essa característica seria criar 200 bilhões de “etiquetas” de laser para as células, combinando esses tamanhos e corantes, e estudar doenças como o câncer.
"Conseguir medir as propriedades mecânicas das células cancerosas em diferentes estágios poderia fornecer alguma ideia de como prevenir a metástase [o processo de disseminação do câncer para outros órgãos]", disse Yun.
“Seria interessante marcar células em tumores e ver o que acontece com elas quando os tumores se espalham – quais células dentro de tumores saem, quando elas saem e para onde elas vão. Isso poderia nos dizer muito sobre como cânceres se espalham, e talvez como frear sua propagação”.
Estudos futuros poderiam tentar criar "cavidades" em outros formatos, como cilindros, discos e anéis, por exemplo, e até utilizar materiais biodegradáveis – e portanto mais compatíveis com o corpo. O estudo foi publicado no jornal Nature Photonics.
