Notícia

Cientistas criam membrana cutânea para queimaduras e estrutura para enxertos ósseos com colágeno de esponjas marinhas

Labetec/Unifesp

Fonte

Agência FAPESP

Data

quinta-feira, 10 setembro 2020 20:15

Áreas

Biomateriais. Biotecnologia. Ortopedia.

Um grupo de pesquisa coordenado pela Dra Ana Claudia Renno e pela Dra. Renata Neves Granito, ligadas ao Laboratório de Biomateriais e Engenharia de Tecidos (Labetec) da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), conseguiu extrair colágeno e biossílica de esponjas marinhas e com eles desenvolver uma membrana para reparo de queimaduras e úlceras da pele e uma estrutura para enxertos ósseos. O projeto tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São paulo (FAPESP).

Os produtos estão em diferentes fases dos testes pré-clínicos. O colágeno foi extraído da espécie Aplysina fulva e o bioativo biossílica foi obtido da espécie Tedania ignis.

O colágeno já é um material bastante utilizado para essas finalidades, mas na maioria dos casos se usa matéria-prima de tecido de boi ou de porco e os produtos originados são muito caros. Não há ainda, no mercado, nenhum produto do gênero à base de colágeno marinho.

“No mercado existe uma série de protocolos ou tratamentos para fraturas e úlceras ou queimaduras, mas geralmente ou são muito caros, ou não têm a capacidade adequada de aceleração dos processos de reparo e regeneração. Começamos a procurar alternativas para extrair bioativos do ambiente marinho, aqui em Santos, onde está localizado o Labetec, e tentar elaborar com eles biomateriais que pudessem suprir essa lacuna”, relembra a Dra. Ana Claudia Renno, fisioterapeuta e coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Bioprodutos e Bioprocessos da Unifesp, campus Baixada Santista.

Os cientistas extraíram o colágeno da esponja marinha, fizeram a prospecção para identificar o bioativo e realizaram uma série de testes biológicos para comprovar a biocompatibilidade do colágeno marinho e sua capacidade de acelerar o processo de reparo dos tecidos. “A composição desse colágeno da esponja é muito similar à composição do colágeno dos vertebrados. Por conta dessa similaridade, e já havendo uma série de referências na literatura sobre a utilização do colágeno em diversos processos regenerativos, conseguimos identificar e processar o material e usá-lo na produção de membranas e estruturas para enxerto ósseo.”

A Dra. Ana Renno afirmou que um ponto crucial para conseguir ultrapassar a fase de laboratório e seguir para os testes clínicos é a otimização do rendimento da extração. “Estamos testando e comparando protocolos para que possamos otimizar a extração dos bioativos das amostras e, futuramente, ter realmente um produto que chegue ao mercado e beneficie a população”.

As esponjas foram coletadas na Praia Grande de São Sebastião, graças a uma cooperação do Labetec com o Centro de Biologia Marinha da Universidade de São Paulo (CEBImar-USP). “Elas são coletadas por mergulhadores, com uma espátula, a uma profundidade de cinco metros. Colocamos em água salgada e trazemos para o laboratório rapidamente, para fazer o processamento, pois elas duram no máximo um dia.” No laboratório, as amostras são processadas, higienizadas e estocadas até que chegue o momento de fazer a extração.

“O ideal seria cultivá-las, para que não tenhamos de retirá-las da natureza. É possível cultivá-las em aquários, mas esses animais são muito sensíveis, são filtradores. E também há a alternativa de cultivá-los no mar mesmo. Neste caso, a possibilidade de sucesso é maior, porque é o habitat deles, mas nosso grupo ainda não está trabalhando com o cultivo no mar. Estamos tentando o cultivo em aquários, onde conseguimos controlar temperatura, composição da água e outras variáveis, para obtenção de uma amostra homogênea e padronizada para extrair o colágeno”, destacou a pesquisadora.

Membrana para tratamento de queimaduras

O projeto da membrana para tratamento de queimaduras e lesões cutâneas começou com o mestrado do aluno Tiago Akira Araújo. “O aluno já manufaturou a membrana a partir do colágeno marinho e já temos o protótipo. Ele padronizou os procedimentos de extração do colágeno e agora estamos terminando de testar a toxicidade em células da pele. Pretendemos começar os testes pré-clínicos em animais até o fim do ano. Ele já tem uma empresa e a ideia é transformar a membrana em produto”, explicou a Dra. Ana Renno.

A equipe realizou entrevistas com cirurgiões plásticos e dermatologistas para levantar eventuais problemas apresentados pelos produtos já existentes no mercado. “Além do alto custo das membranas, algumas não têm a capacidade adequada de acelerar o processo de reparo cutâneo. E, muitas vezes, esses curativos não são reabsorvíveis: eles têm de ser trocados em espaços curtos de tempo, o que é ruim para o paciente, causa dor, desconforto e risco de infecção. Nossa membrana, por outro lado, deverá ficar no tecido, na área da queimadura, sendo reabsorvida até que o corpo consiga substituí-la por tecido normal”, salientou a especialista.

Enxertos ósseos

O trabalho com o material destinado a enxerto para fraturas ósseas está ligeiramente mais adiantado que o feito com a membrana, pois começou antes. Os testes pré-clínicos já estão em andamento.

Para mimetizar o tecido ósseo e obter uma estrutura para enxertos, o grupo utilizou tanto a parte orgânica (a espongina, que é o colágeno propriamente dito), quanto a parte mineral (inorgânica) da esponja, a biossílica. “Associamos a parte orgânica com a parte mineral e conseguimos obter um compósito com propriedades muito similares às do tecido ósseo. Fizemos um enxerto manufaturado, realizamos sua caracterização e iniciamos os testes, tanto in vitro, com células ósseas, quanto in vivo, com animais.”

Acesse a notícia completa na página da Agência FAPESP.

Fonte: Karina Ninni, Agência FAPESP. Imagem: Scaffold desenvolvido para enxerto ósseo visualizado por microscopia eletrônica de varredura. Fonte: Labetec/Unifesp.

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