Em um grande avanço, o coração manipulado combina completamente com as propriedades celulares e anatômicas do paciente
Em um grande avanço médico, os pesquisadores da Universidade de Tel Aviv “imprimiram” o primeiro coração de engenharia vascularizada em 3D do mundo, usando as próprias células e materiais biológicos de um paciente. Até agora, os cientistas da medicina regenerativa – um campo posicionado na encruzilhada da biologia e da tecnologia – conseguiram imprimir apenas tecidos simples sem vasos sanguíneos.
“Esta é a primeira vez que alguém em qualquer lugar projeta e imprime com sucesso um coração inteiro repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos e câmaras”, diz o Prof. Tal Dvir da Escola de Biologia Celular e Biotecnologia Molecular da TAU, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Nanociência e Nanotecnologia e Centro Sagol de Biotecnologia Regenerativa, que liderou a pesquisa para o estudo.
As doenças cardíacas são a principal causa de morte entre homens e mulheres nos Estados Unidos. Atualmente, o transplante cardíaco é o único tratamento disponível para pacientes com insuficiência cardíaca em estágio terminal. Dada a terrível escassez de doadores de coração, é urgente a necessidade de desenvolver novas abordagens para regenerar o coração doente.
“Esse coração é feito de células humanas e materiais biológicos específicos do paciente. Em nosso processo, esses materiais servem como bio-ligações, substâncias feitas de açúcares e proteínas que podem ser usadas para impressão 3D de modelos complexos de tecidos”, diz o professor Dvir. “As pessoas conseguiram imprimir em 3D a estrutura de um coração no passado, mas não com células ou vasos sanguíneos. Nossos resultados demonstram o potencial de nossa abordagem para a engenharia de substituição personalizada de tecidos e órgãos no futuro”.
A pesquisa para o estudo foi realizada em conjunto pelo Prof. Dvir, Dr. Assaf Shapira da Faculdade de Ciências da Vida da TAU e Nadav Moor, um estudante de doutorado no laboratório do Prof. Dvir.
“Nesta fase, nosso coração 3D é pequeno, do tamanho de um coração de coelho”, explica o professor Dvir. “Mas corações humanos maiores exigem a mesma tecnologia”.
O segredo para um novo coração
Para a pesquisa, uma biópsia de tecido adiposo foi retirada dos pacientes. Os materiais celulares e a-celulares do tecido foram então separados. Enquanto as células foram reprogramadas para se tornarem células-tronco pluripotentes, a matriz extracelular (ECM), uma rede tridimensional de macromoléculas extracelulares, como colágeno e glicoproteínas, foi processada em um hidrogel personalizado que serviu de “tinta” para impressão.
Depois de misturadas com o hidrogel, as células foram diferenciadas de maneira eficiente em células cardíacas ou endoteliais para criar adesivos cardíacos compatíveis com o sistema imunológico, específicos do paciente, com vasos sanguíneos e, posteriormente, um coração inteiro.
Segundo o professor Dvir, o uso de materiais específicos do paciente “nativos” é crucial para a engenharia de tecidos e órgãos.
“A biocompatibilidade de materiais de engenharia é crucial para eliminar o risco de rejeição de implantes, o que compromete o sucesso de tais tratamentos”, diz o professor Dvir. “Idealmente, o biomaterial deve possuir as mesmas propriedades bioquímicas, mecânicas e topográficas dos tecidos do próprio paciente. Aqui, podemos relatar uma abordagem simples aos tecidos cardíacos grossos, vascularizados e perfusáveis impressos em 3D que combinam completamente com os padrões imunológico, celular, bioquímico e propriedades anatômicas do paciente “.
Qual órgão você gostaria?
Os pesquisadores agora estão planejando cultivar os corações impressos no laboratório e “ensiná-los a se comportar” como corações, diz o professor Dvir. Eles planejam transplantar o coração impresso em 3D em modelos animais.
“Precisamos desenvolver ainda mais o coração impresso”, conclui. “As células precisam formar uma capacidade de bombeamento; atualmente elas podem se contrair, mas precisamos que elas trabalhem juntas. Nossa esperança é que tenhamos sucesso e comprovemos a eficácia e a utilidade de nosso método.”
“Talvez, em dez anos, haja impressoras de órgãos nos melhores hospitais do mundo, e esses procedimentos sejam realizados rotineiramente”.
Publicado em 21/07/2020 22h13
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