Cicatrizacão de feridas é um processo complexo e dinâmico que envolve três etapas principais interconectadas: formação epitelial, deposição de tecido conjuntivo e contração tecidual. Dentre essas, a fase de contração desempenha um papel crítico na redução do tamanho da ferida e na restauração da integridade tecidual. Esse processo é amplamente mediado por fibroblastos especializados conhecidos como miofibroblastos, que possuem propriedades contráteis semelhantes às das células musculares lisas. Essas células geram ativamente tensão dentro da matriz extracelular (ECM), facilitando o fechamento da ferida.
Para investigar os mecanismos subjacentes à contração mediada por fibroblastos, géis de colágeno tridimensionais (3D) emergiram como um modelo in vitro fisiologicamente relevante. Ao contrário dos sistemas de cultura bidimensionais (2D) tradicionais, as matrizes de colágeno 3D imitam melhor o microambiente in vivo, permitindo estudos mais precisos do comportamento dos fibroblastos, sinalização mediada por integrinas, reorganização do citoesqueleto e apoptose celular sob condições que se assemelham à arquitetura tecidual natural.
Modelos de Cultura In Vitro para Contração Mediada por Fibroblastos
Propomos dois modelos de cultura in vitro distintos para avaliar a capacidade dos fibroblastos de remodelar e contrair matrizes de colágeno:
O Modelo de Contração em 2 Etapas
Nessa abordagem, os fibroblastos são cultivados primeiro em uma matriz de colágeno aderida, que gera estresse mecânico à medida que as células puxam a matriz circundante. Essa fase inicial estabelece uma carga mecânica, induzindo respostas celulares à tensão. Em seguida, a matriz é liberada de sua adesão, criando um período de descarga mecânica. A contração secundária subsequente ocorre à medida que o estresse mecânico se dissipa, fornecendo insights sobre a capacidade dos fibroblastos de se adaptarem a condições mecânicas dinâmicas e remodelarem a matriz em resposta a mudanças na tensão.
O Modelo de Contração de Matriz Flutuante
Nesse modelo, um gel de colágeno recém-polimerizado contendo fibroblastos é livremente suspenso em meio de cultura, sem adesão à placa de cultura. Aqui, a contração ocorre independentemente de carga mecânica externa. Curiosamente, as células nessa configuração não desenvolvem fibras de estresse proeminentes, indicando que a contração da matriz pode ser mediada por mecanismos alternativos, potencialmente dependendo mais de interações célula-matriz e atividade contrátil intrínseca do que de tensão citoesquelética pré-existente.
Juntos, esses modelos fornecem ferramentas complementares para estudar a contração da matriz mediada por fibroblastos. O modelo em 2 etapas enfatiza os efeitos da carga mecânica e liberação de estresse, enquanto o modelo de matriz flutuante isola o comportamento contrátil intrínseco dos fibroblastos em um ambiente de baixa tensão. O uso de ambas as abordagens pode melhorar nossa compreensão da mecânica celular, remodelação da matriz e processos de cicatrização de feridas, o que é essencial para o desenvolvimento de terapias destinadas a aprimorar a reparação tecidual e minimizar a fibrose.
