João Mano recebeu uma Bolsa ERC Synergy, um dos programas de financiamento mais competitivos e prestigiados atribuídos pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC).

As Bolsas ERC distinguem-se pelo seu apoio a projetos de excelência científica e pela promoção de investigação de vanguarda. Entre estas, as Bolsas Synergy representam o nível mais ambicioso: são atribuídas a equipas interdisciplinares de investigadores de topo, capazes de abordar questões científicas de tal complexidade que não podem ser resolvidas por um único investigador ou disciplina. A seleção baseia-se exclusivamente na excelência científica e as taxas de sucesso são extremamente baixas.

Esta conquista representa a 12ª bolsa ERC atribuída ao CICECO, consolidando a sua posição entre as instituições portuguesas com maior capacidade de atrair financiamento europeu de excelência.

Projeto RODIN: das estruturas passivas aos materiais moldados por células

O projeto RODIN – Plataformas Vivas Esculpíveis Mediadas por Células propõe uma mudança radical na engenharia de tecidos: em vez de os cientistas conceberem materiais para as células, o projeto irá fornecer às próprias células materiais que elas possam moldar ativamente, registar o seu comportamento e aprender as regras subjacentes a esse comportamento. O principal desafio científico é compreender como as células remodelam física e biologicamente o seu meio envolvente e transformar esse conhecimento em princípios para a criação de biomateriais mais eficientes e mais próximos dos sistemas vivos.

Se for bem-sucedido, o projeto RODIN abrirá um novo caminho para a engenharia de sistemas vivos. Os materiais e as células deixarão de ter uma relação unilateral, em que o material apenas se adapta às células. Em vez disso, ambos se adaptarão um ao outro. Isto poderá levar a: estruturas mais inteligentes para a regeneração de tecidos, modelos de doenças mais realistas, plataformas de teste de medicamentos mais rápidas e redução da experimentação animal.

O consórcio reúne três investigadores de topo com competências altamente complementares: João Mano (docente do Departamento de Química da Universidade de Aveiro e membro do laboratório associado CICECO – Instituto de Materiais de Aveiro), engenheiro de biomateriais; Tom Ellis (professor no Imperial College London, Reino Unido), biólogo sintético; e Nuno Araújo (professor da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa), físico especializado em sistemas complexos. Juntos, repensarão a forma como os materiais e os sistemas vivos coevoluem.

Desde suportes passivos a materiais com formato de células

Durante décadas, os biomateriais para aplicações médicas foram concebidos principalmente por humanos, muitas vezes através de um processo lento, formulação a formulação, que não capta completamente o que as células realmente precisam. Esta abordagem tem limitações claras. As células dos embriões ou dos tecidos em regeneração não esperam por um suporte perfeito. Puxam, empurram, dobram, excretam e reorganizam o seu microambiente até que este corresponda ao seu programa de desenvolvimento.

O projeto RODIN irá recriar algo semelhante em laboratório. A equipa irá desenvolver filmes de biomateriais muito finos, flexíveis e moldáveis ??que as células vivas podem deformar à medida que crescem. À medida que as células se organizam, deixam uma marca no material. Ao analisar as estruturas que as células criam quando lhes é pedido para formar um tecido específico, o projeto pretende descobrir os sinais geométricos e mecânicos que as próprias células consideram ideais. Este é o desafio central: descodificar as regras arquitetónicas que as células aplicam instintivamente e reutilizá-las para conceber melhores materiais.

Uma fusão de disciplinas e tecnologias

Para enfrentar este desafio, o projeto RODIN combina: engenharia de biomateriais para criar filmes ultrafinos e reconfiguráveis ??sensíveis às forças celulares; biologia sintética para incorporar funções biológicas controláveis ??nestes filmes e orientar o comportamento celular a partir do interior; física computacional e aprendizagem automática para modelar a interação entre mecânica, geometria e bioquímica e extrair regras de grandes conjuntos de dados sobre interações célula-material.

É esta integração que torna o projeto possível. Só observando a remodelação induzida pelas células em materiais bem definidos e analisando-a quantitativamente é que a equipa poderá passar de biomateriais baseados em tentativa e erro para biomateriais baseados em regras.

“As células são as engenheiras da natureza. Se lhes dermos as ferramentas certas e observarmos cuidadosamente o que constroem, podemos aprender os seus próprios projetos”, afirmam os líderes do projeto.

O RODIN é financiado pelo programa Synergy do Conselho Europeu de Investigação, que apoia grupos de investigadores de excelência que se unem para enfrentar problemas tão ambiciosos que não podem ser resolvidos por um único investigador principal. Tal como acontece com todas as bolsas do ERC, a excelência científica é o único critério de seleção, sendo que os projetos Synergy acrescentam o requisito de uma colaboração genuína e interdependente entre parceiros.