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Bioimpressão de órgãos perto de virar realidade

Publicado em 10 dezembro 2019

A produção de órgãos em laboratório está cada vez mais próxima da realidade. A bioimpressão 3D é uma das técnicas estudadas em todo o mundo para a construção de órgãos funcionais em humanos. Recente conquista de pesquisadores brasileiros foi a produção de tecido hepático - um mini-fígado -, a partir de células humanas. Fabricado em 90 dias, o resultado é obtido com a reprogramação de células para se transformarem em células-tronco que, posteriormente, são diferenciadas em células hepáticas.

O tecido produzido é capaz de exercer as mesmas funções do órgão real, como a produção de proteínas vitais, secreção e armazenamento de substâncias. O experimento, desenvolvido pelo Centro de Pesquisa sobre o Genoma Humano e Células-Tronco (CEGH-CEL) - um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela FAPESP na Universidade de São Paulo (USP) - manteve as funções hepáticas por mais tempo do que o registrado em trabalhos anteriores de outros grupos.

Ernesto Goulart, pós-doutorando do Instituto de Biociências (IB) da USP e um dos pesquisadores do estudo, explica que o processo de bioimpressão é a fabricação de tecidos biológicos ou órgãos utilizando uma impressora 3D modificada. Para o pesquisador, "a perspectiva é muito boa". "Talvez em 10 anos os pacientes estejam recebendo órgãos bio impressos. O desenvolvimento de uma técnica nova pode encurtar esse período de uma forma significa", prospecta. O objetivo é ousado: zerar a fila de transplante. "Se a gente conseguir diminuir seria uma vitória fantástica".

Ele compara que, da mesma forma que uma impressão 3D convencional, a bioimpressão 3D é um processo de manufatura aditiva na qual ocorre a deposição de material em sequências de camadas que vai dando uma forma volumétrica ao órgão ou tecido. "A diferença entre as duas é que estamos imprimindo material vivo composto por uma mistura de dois componentes, a biotinta e as células", esclarece.

Autor de artigo sobre o experimento publicado na revista científica Biofabrication, o pesquisador detalha que a biotinta é o material biológico que simula a natureza orgânica dos tecidos onde as células sanguíneas do paciente vão estar dispersas. Também chamados de hidrogel, a biotinta é uma mistura de polímeros biológicos que mimetizam a composição proteica dos nossos tecidos. As células são misturadas na biotinta para a manufatura do tecido, na qual as camadas vão ganhando forma.

"Um importante é que nós trabalhamos com uma tecnologia chamada reprogramação celular. No qual eu pego células do sangue do paciente, isolo e faço um tratamento em laboratório para transformá-las em células tronco-embrionárias. A partir das células reprogramadas, conseguimos diferenciá-las de qualquer outra célula do corpo", pormenoriza. Por construir o tecido a partir do sangue do próprio paciente, o processo elimina os riscos de rejeição. Após a impressão, é realizada uma reação química no hidrogel para que o material ganhe consistência.

A técnica desenvolvida pelo Centro permitiu maior tempo no desempenho das funções hepáticas devido a impressão das células agrupadas. "Até então, a maioria dos protocolos realiza esse tipo de impressão com a dispersão na biotinta em células distintas. Quando a gente tira a proximidade, elas perdem função hepática. Fizemos a impressão utilizando agregados de celular, coladas umas as outras. Dessa forma observamos um significativo aumento da função hepática e sobrevida", afirma Ernesto.

Após a inovação tecnológica desenvolvida na universidade, o próximo passo é a fase industrial para ganhar escala e, dessa forma, conseguir imprimir em tamanho compatível. O processo requer ainda a validação da experimentação em animais e humanos e regulamentação em órgãos como a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). "Estamos buscando parceiros, investidores. Temos conversas em andamento, mas nada fechado", diz.

Como se dá impressão do minifígado

1 Retira-se células do paciente.

2 As células são reprogramadas introduzindo quatro genes que conseguem fazer a reprogramação da célula sanguínea ao estágio embrionário. Após isso, os genes param de agir e a célula continua embrionária.

3 Diferencia-se as células em células hepáticas estimulando a célula a "seguir o caminho" do desenvolvimento hepático a partir da estimulação com fatores biológicos. Ao final, se tem células hepáticas.

4 As células hepáticas são incorporadas dentro da biotinta. É uma incorporação mecânica, pegando as células e misturando ao hidrogel. Os pesquisadores trabalham em uma escala pequena. Para imprimir um fígado de um centímetro cúbico, é preciso mais de 10 bilhões de células.

5 A impressora 3D é utilizada para modelos computadorizados da estrutura que se quer imprimir. São utilizados desde arquivos de tomografia computadorizada até softwares de engenharia.

6 Faz-se um reação química para a estrutura ganhar consistência. Esse passo depende do tipo de biotina utilizada. No caso do minifígado, é feito com a adição de íons cálcio.

7 São 18 dias de maturação em laboratório.

Fonte: https://panoramafarmaceutico.com.br/2019/12/09/bioimpressao-3d-de-orgaos-esta-perto-de-virar-realidade/

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