Notícia

Grupo desenvolve biotinta para impressão 3D de tecido nervoso

Bruna Alice Gomes de Melo

Fonte

Agência Fapesp

Data

Áreas

Biomecânica. Engenharia Biomédica. Manufatura Aditiva. Neurociências.

Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) trabalha no desenvolvimento de uma biotinta capaz de produzir tecidos neurais em três dimensões (3D) que simulem o cérebro humano e permitam o estudo mais preciso de doenças neurodegenerativas, como Parkinson e Alzheimer.

A ideia é reproduzir o funcionamento do sistema nervoso central de forma mais fiel do que a adotada nos estudos atuais, feitos em placas de cultura – com apenas um tipo de célula e em formato bidimensional (2D) – ou em camundongos, que, apesar da proximidade do genoma com o dos seres humanos, não possuem cérebros tão complexos.

A biotinta será usada em uma bioimpressora 3D, que imprime diversas camadas até formar uma estrutura semelhante a um tecido ou órgão. Essa tecnologia tem sido testada por diversos grupos de pesquisa no mundo e, no futuro, espera-se que possa ser usados em transplantes.

Por enquanto, esses órgãos em miniatura podem ser usados como modelos experimentais para testar fármacos e estudar mecanismos relacionados ao desenvolvimento de doenças. Dentre os testes já realizados por grupos do Brasil e do exterior, a bioimpressão de células do cérebro se mostra a mais difícil, dada a complexidade do sistema nervoso central, composto de diferentes células que interagem entre si, de forma ainda pouco conhecida.

“A ideia desse estudo é ter um modelo tridimensional, mais complexo e mais próximo de um modelo in vivo, no qual possamos estudar mecanismos celulares de doenças neurodegenerativas”, disse Bruna Alice Gomes de Melo, que realiza estágio de pós-doutorado na Escola Paulista de Medicina (EPM) da Unifesp com bolsa da FAPESP.

Vascularização

Nos primeiros testes realizados pelo grupo da Unifesp, foram utilizadas diferentes proporções de gelatina (feita de colágeno, presente nos órgãos humanos) e alginato, substância à base de algas conhecida por ser biocompatível. Ambos possuem a vantagem de serem pastosos o suficiente para passarem pela agulha da impressora 3D e se solidificarem pouco depois de depositados em uma superfície.

Enquanto o colágeno dá firmeza para a peça bioimpressa, o alginato é poroso, permitindo a proliferação das células, essencial para se obter algo próximo do tecido real. Nos ensaios realizados, a proporção de 5% de gelatina se mostrou a mais promissora.

A ideia é imprimir a mistura em diferentes camadas. Cada uma teria diferentes células, a princípio, astrócitos, neuroblastos e células endoteliais. Os astrócitos são as células mais abundantes e de maior dimensão do sistema nervoso central. Os neuroblastos, por sua vez, são células precursoras dos neurônios.

As células endoteliais são as que formam os vasos sanguíneos. Impressas em formato tubular, elas simulam a presença dos vasos. Atualmente, a vascularização é um dos maiores empecilhos para a bioimpressão de órgãos, pois, sem sangue circulando e levando oxigênio e nutrientes, o órgão não tem como funcionar.

“Na bioimpressão, o que é mais difícil de se fazer hoje é a vascularização e a inervação. O que se faz atualmente é uma estrutura parecida com um vaso. Vamos tentar mimetizar a chamada barreira hematoencefálica, que faz a separação entre o sangue e o tecido nervoso”, explicou Bruna de Melo.

Para isso, serão usadas também técnicas de microfluídica, que permitem a passagem de pequenos volumes de líquido no tecido bioimpresso.

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Fonte: André Julião, Agência FAPESP. Imagem: Bruna Alice Gomes de Melo.

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