A maioria de nós sabe que os neurônios e outras células do sistema nervoso usam a eletricidade para se comunicar. Mas o que os cientistas aprenderam nas últimas décadas é que todas as células do corpo fazem isso, usando a eletricidade para “conversar” umas com as outras e tomar decisões sobre crescimento e desenvolvimento.
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Agora, pesquisadores da Universidade Tufts descobriram que manipular a carga elétrica das células pode aumentar a capacidade de um organismo de combater infecções. Embora a pesquisa seja sobre embriões de girinos, se o fenômeno for verdadeiro em humanos, pode ser uma nova maneira de combater doenças. Também tem o potencial de levar a novas formas de reparar lesões, até mesmo, um dia, ajudando a regenerar partes do corpo.
“A bioeletricidade é uma direção nova e surpreendente na medicina que vai muito além da simples infecção”, diz Michael Levin, professor de biologia da Tufts que liderou a pesquisa.
Cada célula de um corpo vivo contém uma pequena carga elétrica, definida como a diferença entre átomos carregados em ambos os lados da membrana da célula. Levin, que estuda essas acusações há anos, levantou a hipótese de que despolarizar as células - reduzindo a diferença de carga entre o interior e o exterior da célula - poderia ajudar o corpo a combater a infecção.
No estudo, que foi publicado hoje no npj Regenerative Medicine, os pesquisadores usaram drogas para despolarizar as células dos embriões de girinos. Eles então infectaram os embriões com E. coli . Enquanto 50 a 70 por cento dos girinos comuns infectados com E. coli morreram, apenas 32 por cento dos girinos com células despolarizadas morreram.
Mas os pesquisadores ainda precisavam ter certeza de que as drogas estavam realmente modificando as cargas elétricas das células dos girinos, não apenas matando a E. coli diretamente. Assim, injetaram células de girinos com RNA mensageiro (mRNA) codificado com informações para despolarizar diretamente as células dos girinos. Essa abordagem funcionou de forma semelhante ao tratamento medicamentoso, sugerindo que seja a despolarização e não as drogas que combatem a infecção.
"O efeito não foi nas bactérias, foi no hospedeiro", diz Levin.
Existem dois tipos de sistemas imunológicos presentes em todos os vertebrados, de girinos a humanos. Existe o sistema imunológico adaptativo, que funciona ao ser exposto a um patógeno específico. Depois de receber uma vacina, o sistema imunológico adaptativo “lembra” o patógeno e pode lutar contra ele se você for exposto novamente. O mesmo vale para se você está exposto a um patógeno na natureza, como se você pegar catapora. O sistema imunológico adaptativo sabe como combatê-lo, então é muito menos provável que você o pegue de novo. Mas o sistema imunológico adaptativo só funciona em patógenos que ele reconhece, então não pode ajudar se você estiver exposto a algo completamente novo. Depois, há o sistema imunológico inato, que se desenvolve em seus primeiros momentos como um óvulo fertilizado. Ele ataca qualquer patógeno usando células sanguíneas especiais e mediadores químicos.
A despolarização funciona com o sistema imunológico inato, ajudando a reunir mais forças, como os macrófagos (um tipo de glóbulo branco que combate as infecções), necessárias para combater a infecção. Ainda não está claro por que isso funciona, mas provavelmente tem algo a ver com a manipulação dos caminhos usados para se comunicar com o sistema imunológico inato.
Também é sabido que o sistema imunológico inato também ajuda os organismos a regenerar e reparar os tecidos. Levin e sua equipe sabiam que os girinos que tiveram seus rabos amputados mostram despolarização em suas células. Então, juntando as pistas, eles se perguntaram se os girinos feridos seriam capazes de combater melhor a infecção. Então eles amputaram as caudas dos girinos e as infectaram com E. coli . Esses girinos eram, de fato, mais capazes de combater a infecção.
Este girino não foi infectado com E. coli. Tem um nível relativamente baixo de leucócitos que combatem a infecção (em vermelho). (Tufos) 
Este girino foi infectado com E. coli após despolarização de suas células. Tem um nível relativamente alto de leucócitos que combatem a infecção (em vermelho). (Tufos) Mas esta técnica de manipulação de bioeletricidade funcionará em humanos?
"A principal tecnologia que usamos, que é usar drogas e também mRNA canal iônico para despolarizar essas células, que podem ser usadas em qualquer criatura", diz Levin. "Na verdade, fizemos isso em organismos que incluem células humanas".
Algumas das drogas que podem ser usadas para despolarizar as células já estão aprovadas para seres humanos. Eles incluem anti-parasitários e drogas para arritmias cardíacas e convulsões. Levin chama essas drogas de "ionocêutica", como elas alteram a polarização da célula.
A equipe está se movendo para modelos de roedores. Se isso for bem sucedido, o teste humano pode ser feito no futuro.
Mas pode haver desafios na aplicação de um método que trabalhe em girinos embrionários para um que trabalhe em animais não embrionários. As vias presentes durante o desenvolvimento embrionário que permitem que as células sejam despolarizadas e ativam o sistema imunológico podem não estar presentes após o nascimento.
"Se podemos ou não reativá-los sem efeitos adversos em desconhecidos", diz Jean-François Paré, pesquisador associado no laboratório de Levin e o primeiro autor do artigo.
Além de estudar os efeitos da despolarização na infecção, o laboratório de Levin também analisa como a bioeletricidade pode ajudar a combater o câncer, reparar defeitos congênitos e até mesmo regenerar órgãos ou membros. A equipe levanta a hipótese de que é possível alterar a maneira como as células comunicam eletricamente suas decisões sobre crescimento e desenvolvimento, orientando-as a "decidir" regredir, digamos, um dedo perdido.
"Estamos trabalhando para melhorar a capacidade regenerativa", diz Levin. “Em última análise, o objetivo é ser capaz de regenerar qualquer órgão que tenha sido danificado. Parece ficção científica, mas em algum momento poderemos cultivar essas coisas de volta. ”
