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Novo método é passo importante para futura impressão 3D de tecidos humanos

Divulgação, Universidade de Sydney

Fonte

Universidade de Sydney

Data

segunda-feira, 14 agosto 2023 15:55

Áreas

Bioengenharia. Bioética. Biologia. Biotecnologia. Engenharia Biomédica. Engenharia de Tecidos. Impressão 3D.

Uma equipe de bioengenheiros e cientistas biomédicos da Universidade de Sydney e do Children’s Medical Research Institute (CMRI) em Westmead, na Austrália, usaram a impressão fotolitográfica 3D para criar um ambiente complexo para a montagem de tecidos que imitam a arquitetura de um órgão.

As equipes foram lideradas pela Dra. Hala Zreiqat e pelo Dr. Peter Newman, professores da Escola de Engenharia Biomédica da Universidade de Sydney, e pelo Dr. Patrick Tam, biólogo do desenvolvimento e professor que lidera a Unidade de Pesquisa em Embriologia do CMRI.

Usando métodos de bioengenharia e cultura de células, a técnica foi usada para instruir células-tronco derivadas de células sanguíneas ou células da pele a se tornarem células especializadas que podem se reunir em uma estrutura semelhante a um órgão.

De modo parecido à forma como a agulha de um toca-discos navega pelas ranhuras do vinil para tocar música, as células usam proteínas estrategicamente posicionadas e gatilhos mecânicos para navegar por seu ambiente intrincado, replicando processos de desenvolvimento. A pesquisa mais recente da equipe empregou sinais mecânicos e químicos microscópicos para recriar as atividades celulares durante o desenvolvimento.

A professora Hala Zreiqat explicou: “Nosso novo método serve como um manual de instruções para as células, permitindo que elas criem tecidos mais organizados e mais parecidos com suas contrapartes naturais. Este é um passo importante para poder imprimir tecidos e órgãos de trabalho em 3D”.

O Dr. Peter Newman disse que construir tecidos a partir de células requer instruções detalhadas, não muito diferente de construir um prédio com muitas partes: “Imagine tentar construir um castelo de Lego espalhando aleatoriamente os blocos em uma mesa e esperando que eles caiam no lugar correto. Mesmo que cada bloco seja projetado para se conectar com os outros, sem um plano claro, você provavelmente acabaria com algo que se parece mais com uma grande pilha de blocos de Lego desconectados do que com um castelo”.

“O mesmo pode ser dito sobre a construção de órgãos e tecidos a partir de células: sem instruções específicas, as células provavelmente se agrupariam de forma imprevisível dentro das estruturas incorretas. O que efetivamente fizemos foi criar um processo passo a passo que orienta cada bloco de construção exatamente para onde deve ir e como deve se conectar com os outros”, continuou o Dr. Newman.

“Alinhado com essa abordagem, nosso trabalho publicado recentemente aplica um novo método de impressão 3D para definir instruções para células que as orientam na formação de estruturas mais organizadas e precisas. Com isso, criamos um conjunto de gordura óssea que se assemelha à estrutura do osso e um conjunto de tecidos que se assemelham a processos durante o desenvolvimento inicial dos mamíferos”, disse o professor Peter Newman.

A pesquisa em tecidos complexos e estruturas semelhantes a órgãos, conhecidas como organoides, ajuda os pesquisadores a entender como os órgãos se desenvolvem e funcionam e como as doenças que afetam o órgão podem ser causadas por mutações genéticas e erros de desenvolvimento. O conhecimento obtido com o estudo também possibilita o desenvolvimento de terapia celular e gênica para doenças.

A capacidade de gerar os tipos de células desejados fornece ainda a capacidade de produzir células-tronco clinicamente relevantes para fins terapêuticos.

Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Advanced Science.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Sydney (em inglês).

Fonte: Universidade de Sydney. Imagem: Divulgação, Universidade de Sydney.

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