O estudo “Evidence of universal conformal invariance in living biological matter”, que conta com a participação de Nuno Araújo, do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, acaba de ser publicado na prestigiada revista Nature Physics: estudo que se debruçou sobre a análise de células, encontrou universalidade no seu movimento, uma descoberta que poderá impactar a saúde e a robótica.

Como é que as unidades individuais interagem entre si sem a consciência de que fazem parte de um conjunto maior? A dúvida foi o ponto de partida para este estudo focado na matéria biológica e no comportamento das células, estudo este onde se cruzam duas grandes disciplinas, a Física e a Biologia. “Enquanto na Física somos capazes de encontrar sistematicamente padrões iguais em sistemas diferentes, na Biologia há sempre tendência a pensar que cada sistema é um sistema”, explica Nuno Araújo, professor e investigador do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e um dos autores deste estudo.

Em concreto, é demonstrado que “o movimento coletivo de células – para sistemas tão variados como células do rim de um cão às células de cancro da mama humano ou de dois tipos diferentes de bactérias patogénicas – exibem uma robusta invariância.” A expressão pode parecer complexa, mas Nuno Araújo recorre ao exemplo visual de um brócolo para simplificar a descoberta: “Tem um formato de uma árvore, mas se o cortarmos cada ramo também parece uma árvore. Se lhe desse uma fotografia de cada pedaço e perguntasse qual era o maior, não me saberia dizer. Isso é invariância de escala, foi o que descobrimos aqui. Todos estes sistemas têm a mesma invariância de escala.”

Quatro tipos de células foram o foco dos investigadores: duas procarióticas e duas eucarióticas. Apesar de muito diferentes a nível estrutural, concluiu-se que em grupo se comportam de forma semelhante. As portas que se abrem são para um maior e melhor entendimento sobre esta matéria fundamental que constitui a vida, por isso as possíveis aplicações também são várias: as conclusões poderão ajudar a compreender melhor as doenças oncológicas e a forma como evoluem (também no que às metástases diz respeito), mas também poderão ser importantes para a engenharia de tecidos, para entender o processo de criação de um órgão ou, ainda, para um maior entendimento sobre a propagação das infeções bacterianas (e, por consequência, conduzir a uma melhor preparação dos ambientes hospitalares).

Estes são apenas alguns dos exemplos: afinal, a descoberta pode também ter aplicação noutros sistemas, como na robótica, explica Nuno Araújo, para apoiar a orientação de robôs de uma forma mais precisa ou até para os videojogos e para sistemas de inteligência artificial.

O que significa? Que foi encontrada uma universalidade que não é propriamente expectável na biologia. “Abre portas para, por um lado, usarmos as técnicas da física para estudar sistemas de biologia, por outro, para que se possam usar os sistemas biológicos para estudar fenómenos físicos”, adianta Nuno Araújo.

O estudo conta com a participação do Departamento de Física e do Centro de Física Teórica e Computacional da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa assim como de vários académicos de universidades da Dinamarca, Suíça e Reino Unido.

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