Notícia

A partir de engenharia de tecidos e impressão 3D, pesquisadores estão ‘projetando’ um novo coração

Equipe de pesquisa de Stanford está criando ‘organoides’, que imitam órgãos humanos e são compostos de aglomerados densos de células vivas em camadas umas sobre as outras

Andrew Brodhead

Fonte

Universidade Stanford

Data

terça-feira, 29 março 2022 13:35

Áreas

Bioengenharia. Biologia. Cardiologia. Engenharia Biológica. Engenharia Biomédica. Engenharia de Tecidos. Impressão 3D. Medicina.

A cada ano nos Estados Unidos, cerca de 40.000 bebês nascem com um defeito cardíaco congênito – ou uma anormalidade no coração presente no nascimento – o tipo mais comum de defeito de nascença no país. Essas malformações podem variar de um pequeno orifício no coração a seções ausentes ou mal formadas desse órgão vital.

Corrigir defeitos cardíacos congênitos é incrivelmente complexo e, no passado, a maioria dos bebês com defeitos graves não sobrevivia. Mesmo atualmente, o tratamento geralmente requer cirurgias cardíacas invasivas que nem sempre são bem-sucedidas, deixando os pacientes com atividade restrita e saúde incerta.

Na esperança de ajudar essas crianças a viver uma vida mais saudável, o Dr. Mark Skylar-Scott, professor de Bioengenharia da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, está projetando tecidos cardíacos no laboratório usando técnicas avançadas de impressão 3D. A engenharia de tecidos humanos não é uma prática nova no laboratório, mas desempenha um papel relativamente pequeno no atendimento ao paciente.

Defeitos congênitos são extremamente difíceis para as famílias, disse o professor Skylar-Scott: “Para ter uma solução verdadeiramente curativa, você precisará substituir de alguma forma o tecido danificado ou malformado”.

Engenharia de tecidos humanos

‘Fabricar’ tecidos humanos é um feito complicado que envolve muito mais do que apenas cultivar células em laboratório, disse o Dr. Skylar-Scott. Sua equipe está criando ‘organoides’, que imitam órgãos humanos e são compostos de aglomerados densos de células vivas em camadas umas sobre as outras. O Dr. Skylar-Scott está usando a abordagem para construir um coração, camada por camada.

Os pesquisadores começam com células-tronco, que são maleáveis, e as banham em um coquetel químico que as leva a tipos específicos de células. Nesse caso, elas se transformam em cardiomiócitos, responsáveis ​​por gerar a força no coração que permite sua contração, e células estromais, que compreendem o tecido conjuntivo dentro do órgão. O objetivo é criar uma coleção de várias camadas de células de trabalho que imitem o tecido cardíaco saudável.

A equipe do professor Skylar-Scott testou a viabilidade dos tecidos modificados gerando-os em um biorreator, um pequeno recipiente que sustenta as células e as mantém vivas. Os pesquisadores desenvolveram com sucesso um tecido – que poderia ser usado no bombeamento de sangue – com 5 cm de comprimento, meio centímetro de diâmetro e que pode se contrair e expandir por conta própria.

Para pacientes nascidos com um único ventrículo cardíaco – uma das duas grandes câmaras localizadas na parte inferior do coração – algo assim poderia atuar como um dispositivo de bombeamento biológico para ajudar a levar o sangue do coração para o resto do corpo, disse o pesquisador.

Mais pesquisas são necessárias antes que a equipe possa imprimir uma estrutura maior, como uma câmara funcional que possa ser enxertada em um coração humano. O Dr. Mark Skylar-Scott observou que esse tipo de estrutura seria mais de 16 vezes o tamanho da pequena bomba experimental do laboratório, o que significa que sua equipe precisaria aumentar significativamente a produção. Extensos estudos em animais também seriam necessários antes da realização de ensaios clínicos.

Mas o professor Mark Skylar-Scott está esperançoso com o que está por vir: “Uma vez que o pipeline para novas células estiver pronto, acho que começaremos a ver um progresso incrível”, concluiu o pesquisador.

Acesse a notícia completa na página da Escola de Medicina da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Helen Santoro, Universidade Stanford. Imagem: Andrew Brodhead.

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