Célula simples resolve um dos labirintos mais infames do mundo

O corpo humano é uma verdadeira máquina que sempre está sendo estudada e ainda é cheio de mistérios. Ele é constituído por 14 sistemas, sendo eles: cardiovascular, respiratório, digestório, nervoso, sensorial, endócrino, excretor, urinário, reprodutor, esquelético, muscular, imunológico, linfático, tegumentar. Cada um desses sistemas envolvem órgãos, que são responsáveis pela realização das funções vitais do organismo.

Para uma única célula ele é um labirinto gigante com outras trilhões de células agitadas. E de algum jeito, no meio de toda essa confusão, a maioria das células consegue chegar ao seu destino.

Para conseguir isso várias células usam um truque conhecido como quimiotaxia. Que nada mais é do que a capacidade de navegar ao sentir a presença ou ausência de atrativos químicos no ambiente. Por exemplo, os espermatozoides usam a quimiotaxia para encontrar o óvulo e os glóbulos brancos usam para contornar os lugares de infecções.

Labirinto

Poderia então uma ameba usar a quimiotaxia para resolver o labirinto de cerca viva mais famoso do mundo? E foi isso que um estudo fez. Os pesquisadores queriam testar uma forma específica de quimiotaxia que é empregada nas células que viajam grandes distâncias, e para isso eles criaram versões em miniatura do   labirinto de cerca viva do Palácio de Hampton Court, que já foi a casa de Henrique VIII. Além de dezenas de outros labirintos microscópicos com complexidade variável.

Quando as células foram liberadas nesses labirintos elas foram para as saídas com uma precisão incrível. Elas usaram a quimiotaxia para, de forma efetiva, ver além dos cantos e evitar os becos sem saída mesmo antes de entrar neles.

“As células não estão esperando que alguém lhes diga o que fazer. Ao quebrar os produtos químicos à sua frente, eles sabem qual ramificação do labirinto leva a um beco sem saída e qual leva à saída. É absolutamente inacreditável”, disse  o autor do estudo, Robert Insall.

Estudo

Nesse novo estudo, os pesquisadores se concentraram na quimiotaxia autogerada. Ela é baseada na simples filosofia de que as células querem passar de áreas com uma concentração mais baixa de atritos, para as áreas com uma concentração mais alta.

“É mais ou menos como o velho ditado, ‘a grama é sempre mais verde do outro lado da cerca’. As vacas comeram toda a grama onde estão e querem entrar no campo circundante, onde a grama ainda está crescendo”, explicou Insall.

E às vezes existem muitos “campos” para serem escolhidos. Que no caso do estudo, são as várias ramificações dos labirintos. Para ver qual das ramificações tem a concentração mais atrativa as células quebram as moléculas na frente delas. Isso faz com que o atrativo das áreas próximas se difunda em direção a elas.

Conforme as células avançam, o atrativo na frente delas se esgota mais e mais. E eventualmente, os caminhos curto e sem saída se esgotam em atrativos antes mesmo das células irem para o beco sem saída.

Fenômeno

Esse fenômeno foi ilustrado pelos pesquisadores primeiro com modelos de computador. Mas eles queriam vê-lo em ação. Então, eles criaram mais de1 00 labirintos microscópicos fazendo sulcos em um chip de silício. Cada um dos caminhos tinha entre 10 e 40 mícrons de largura.

Os labirintos variavam entre fácil, difícil e impossível. Os labirintos foram moldados em borracha. E, em seguida, foram inundados com um atrativo fluido que foi canalizado da saída do labirinto. No começo de cada labirinto, as amebas do solo chamadas Dictyostelium discoideum se alinharam e começaram a nadar para frente. E foram quebrando as moléculas do fluido à sua frente.

As células mais experientes resolveram os labirintos mais longos em aproximadamente duas horas. Já os mais curtos demoraram apenas 30 minutos. E as células da vida real funcionaram exatamente como os modelos de computador. Elas se adaptaram ao escolher entre um caminho curto sem saída e um longo que levava à saída.

“A quantidade de informação que as células podem ler ao quebrar os produtos químicos é muito mais sofisticada do que se pensava. Isso nos faz pensar que a maioria dos problemas biológicos, em que as células precisam encontrar seu caminho de um lugar para outro, quase certamente usam um mecanismo como este”, disse Insall.