Por décadas, a biologia celular foi contada como uma conversa quase exclusivamente química: genes ligados e desligados por moléculas mensageiras, num roteiro escrito no DNA e executado por sinais bioquímicos. Uma nova safra de pesquisas em mecanobiologia, área que investiga como forças físicas moldam o comportamento das células, está reescrevendo parte desse roteiro. No centro dessa mudança está a médica e bióloga celular finlandesa Sara Wickström, diretora do Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular, em Münster, e diretora de pesquisa da Faculdade de Medicina da Universidade de Helsinque, premiada em junho de 2026 com o Prêmio Europeu de Ciência Körber, um dos mais cobiçados galardões científicos do continente, dotado de 1 milhão de euros[1].
Wickström demonstrou que células não reagem apenas a hormônios, fatores de crescimento e outras moléculas sinalizadoras. Elas também "sentem" pressão, estiramento e rigidez do tecido ao seu redor, e essa informação mecânica consegue chegar até o núcleo, onde fica o DNA, reorganizando fisicamente a cromatina, o complexo de DNA e proteínas que determina quais genes estarão acessíveis para leitura. A descoberta ajudou a consolidar um campo relativamente jovem, a mecanobiologia nuclear, e abre caminhos de investigação que vão do câncer ao envelhecimento, passando por cicatrização de feridas e doenças cardiovasculares.
O que Wickström efetivamente descobriu
O achado mais citado da pesquisadora veio de experimentos com células-tronco da pele. Ao aplicar forças mecânicas controladas sobre essas células, sua equipe observou que o efeito não se limitava a ativar um ou outro gene isolado: havia uma reorganização em larga escala de como o DNA está empacotado dentro do núcleo. Esse empacotamento, mais ou menos compacto, determina quais trechos do genoma ficam "visíveis" para serem transcritos em proteínas.
Em entrevista ao jornal espanhol El País, Wickström explicou que todas as células do corpo humano carregam o mesmo genoma, mas desempenham funções radicalmente diferentes porque cada uma decide qual conjunto de genes vai expressar; segundo ela, as forças mecânicas participam ativamente dessa decisão, sendo convertidas em sinais bioquímicos que regulam diretamente a cromatina[2]. O exemplo que a própria cientista costuma usar para ilustrar o mecanismo é a diferença entre a pele fina das pálpebras e a pele grossa da sola dos pés: mesmo tipo celular, mas ambientes mecânicos distintos, resultando em estruturas teciduais diferentes.
O mecanismo depende, em parte, de uma classe de proteínas descoberta por outros pesquisadores: os canais iônicos mecanossensíveis, cuja identificação rendeu a David Julius e Ardem Patapoutian o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2021. Os canais Piezo1 e Piezo2, batizados a partir da palavra grega para pressão, se abrem fisicamente quando a membrana da célula é esticada ou comprimida, permitindo a entrada de íons e disparando uma cascata de sinalização[3][4]. Wickström e colaboradores mostraram que essas alterações no fluxo iônico estão entre os mecanismos que traduzem a força física em mudanças no programa de expressão gênica.
Da rigidez do tumor a um possível biomarcador
Um dos desdobramentos mais concretos da pesquisa envolve o câncer. Segundo Wickström, tumores em crescimento geram pressão física sobre as próprias células que os compõem, e essa pressão parece contribuir para reprogramá-las na direção de fenótipos mais agressivos. Ao mesmo tempo, o tumor remodela o tecido ao redor, tornando-o mais rígido e fibrótico, um ambiente que favorece a invasão de tecidos vizinhos[2].
Essa relação entre propriedades mecânicas e agressividade tumoral também aparece em pesquisa brasileira. Um estudo do Laboratório de Microscopia Avançada do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará usou microscopia de força atômica para comparar células renais saudáveis e cancerosas, medindo rigidez a partir de curvas de força geradas quando um sensor pressiona a superfície celular. O resultado foi que as células cancerosas apresentaram menor rigidez e menor viscosidade que as saudáveis, uma característica física que, segundo a hipótese dos pesquisadores, facilitaria a penetração dessas células pelas paredes dos vasos sanguíneos durante a metástase[5].
Wickström afirma que seu grupo já avançou o suficiente nessa frente para fundar uma spin-off voltada a levar biomarcadores mecânicos à prática clínica, com o objetivo de prever, por exemplo, a agressividade de um tumor a partir de sua resposta física[2]. Segundo o Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular, a pesquisadora também é cofundadora da empresa de diagnóstico MultivisionDx, que combina inteligência artificial e análise da arquitetura tecidual para aprimorar a avaliação de risco em câncer[1].
Envelhecimento: o problema pode estar no entorno da célula, não nela
A segunda grande implicação da pesquisa diz respeito ao envelhecimento da pele. De acordo com Wickström, a redução da capacidade de renovação das células-tronco cutâneas ao longo da vida, responsáveis por manter a pele e fazer o cabelo crescer, não decorre necessariamente de defeitos nas próprias células-tronco, mas de mudanças nas propriedades mecânicas do microambiente ao redor delas[2].
A literatura brasileira sobre envelhecimento cutâneo converge com esse quadro. Estudos sobre a matriz extracelular da pele descrevem que, com a idade, a produção de colágeno e elastina cai, a atividade das metaloproteinases que degradam essas proteínas aumenta, e os fibroblastos perdem parte da capacidade de responder a estímulos mecânicos, o que reduz a eficiência da própria remodelação tecidual[7][8]. Essa dinâmica ajuda a explicar por que estratégias puramente celulares de rejuvenescimento, como o transplante isolado de células-tronco, esbarram em limites: se o tecido conjuntivo ao redor permanece rígido ou desorganizado, a célula nova tende a se comportar como a antiga.
O paralelo com a fibrose
Wickström usa a fibrose como exemplo do mesmo mecanismo funcionando fora de hora: as células passam a interpretar sinais mecânicos como se o tecido ainda precisasse de reforço estrutural, mesmo quando isso já não é necessário, resultando em acúmulo excessivo de matriz extracelular[2]. Peixes, segundo ela, praticamente não desenvolvem fibrose ao cicatrizar ferimentos, ao contrário dos mamíferos terrestres, o que sugere uma escolha evolutiva de compromisso entre resistência mecânica e capacidade de regeneração sem cicatriz.
Com o valor do Prêmio Körber, de acordo com a Fundação Körber, Wickström pretende investigar formas de prevenir e tratar a fibrose em órgãos como pele, pulmões e rins[9]. Bruce Edvard Moser, neurocientista vencedor do Nobel e presidente do comitê do prêmio na área de ciências da vida, resumiu o impacto do trabalho afirmando que ele revelou como física e biologia se combinam dentro dos tecidos vivos e lançou as bases para futuros avanços médicos[10].
Por que essa descoberta importa além do laboratório
O sistema cardiovascular oferece outro exemplo prático do princípio. As forças de cisalhamento exercidas pelo fluxo sanguíneo sobre a parede interna dos vasos, e o estiramento periódico do músculo cardíaco, são fundamentais para manter a especialização funcional dessas células. Quando um infarto provoca cicatrização do tecido cardíaco, as propriedades mecânicas do órgão mudam, e essa mudança física, por si só, altera o funcionamento do coração[2]. Revisões sobre mecanotransdução no sistema cardiovascular confirmam que integrinas, moléculas de adesão, o citoesqueleto e canais iônicos formam, em conjunto, as vias que traduzem forças biomecânicas em sinais celulares nesse contexto[11].
Para Wickström, a mecanobiologia representa uma peça que faltava na forma como a ciência descrevia as células, tratadas por muito tempo quase como computadores que apenas leem instruções genéticas e executam ordens químicas. Segundo ela, avanços recentes em óptica e computação estão permitindo observar diretamente processos que antes só podiam ser inferidos a partir de técnicas bioquímicas que exigem destruir a célula para analisá-la, o que torna este um momento particularmente fértil para o campo[2].
Perguntas frequentes
O que é mecanobiologia?
É a área da biologia que estuda como forças físicas, como pressão, estiramento e rigidez do tecido, são percebidas pelas células e convertidas em sinais que alteram seu comportamento, incluindo quais genes são ativados ou desativados.
Quem é Sara Wickström?
É uma médica e bióloga celular finlandesa, diretora do Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular, em Münster, e diretora de pesquisa da Faculdade de Medicina da Universidade de Helsinque. Em 2026, recebeu o Prêmio Europeu de Ciência Körber por seus estudos sobre como forças mecânicas regulam genes por meio da cromatina.
Como as forças mecânicas chegam até o DNA da célula?
Receptores e canais iônicos sensíveis à mecânica, como as proteínas Piezo, convertem a força física em sinais bioquímicos que se propagam até o núcleo, onde provocam a reorganização da cromatina, o complexo de DNA e proteínas que controla quais genes ficam acessíveis para leitura.
Qual a relação entre mecanobiologia e câncer?
Tumores em crescimento geram pressão física sobre suas próprias células e tornam o tecido ao redor mais rígido, o que pode favorecer a agressividade tumoral. Pesquisadores investigam propriedades mecânicas como possíveis biomarcadores para prever o comportamento de um câncer.
A mecanobiologia pode ajudar a entender o envelhecimento?
Sim. Estudos indicam que parte da perda de função das células-tronco da pele com a idade está associada a mudanças mecânicas no tecido ao redor delas, e não apenas a defeitos nas próprias células, o que aponta para estratégias de tratamento que envolvem o microambiente tecidual, e não só o transplante celular.