Implante personalizado combina células-tronco e biomaterial autólogos
Engenheiros desenvolvem implante personalizado combinando células-tronco e biomaterial autólogos
Por Fernanda Pesquisa 8 de março de 2019
Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, desenvolveram um método inovador para a obtenção de um implante totalmente personalizado, no qual tanto as células-tronco quanto o biomaterial utilizado de suporte para que elas cresçam são provenientes do próprio paciente. Este implante de origem exclusivamente autóloga deve reduzir drasticamente o risco de rejeição de órgãos ou tecidos transplantados.
Atualmente, as tecnologias desenvolvidas para a substituição de tecidos ou órgãos se baseiam principalmente no uso de materiais de origem artificial, tais como polímeros naturais ou sintéticos, ou no uso de tecidos descelularizados de origem animal, que atuam como suporte para o crescimento de células-tronco. Apesar dos grandes avanços alcançados pela medicina regenerativa e engenharia de tecidos, tecnologias que envolvem o uso tanto de materiais quanto de células-tronco de origem autóloga, ou seja, do próprio paciente, ainda não são muito exploradas e consolidadas.
Engenheiros da Universidade de Tel Aviv, em Israel, publicaram recentemente um trabalho no qual relatam um método inovador para a obtenção de um implante totalmente personalizado, de origem exclusivamente autóloga, que faz com que o risco de resposta imune a um órgão ou tecido transplantado seja praticamente inexistente.
Os pesquisadores obtiveram pequenos tecidos de gordura através de biópsias realizadas em pacientes. Os tecidos extraídos fazem parte do omento, um tecido visceral adiposo, ou seja, um revestimento de gordura altamente vascularizado que liga os órgãos da cavidade abdominal. Os pequenos tecidos de gordura foram descelularizados: enquanto a porção acelular (denominada matriz extracelular) obtida foi processada para se obter um biomaterial chamado hidrogel, as células removidas do tecido foram reprogramadas para se tornar células-tronco pluripotente induzidas (iPSCs).
O processamento da matriz extracelular para obtenção do biomaterial foi feito pelo seu tratamento com enzimas, dando origem a um pó que, quando solubilizado em meio líquido adequado, gera um hidrogel termo responsivo. Isto significa que este material é, na verdade, uma solução líquida que quando está na temperatura corporal, de 37 oC, adquire propriedades de gel. Dessa maneira, é possível misturar as células ao hidrogel de forma homogênea e garantir que, quando dentro do corpo, elas tenham um suporte físico que as manterá no local desejado.
As iPSCs obtidas do tecido adiposo foram adicionadas ao hidrogel produzido a partir da mesma fonte e sua diferenciação em diversos tipos celulares para a formação de tecidos funcionais possivelmente implantáveis foi estudada. O microambiente 3D fornecido pelo hidrogel às iPSCs favoreceu sua diferenciação em células do músculo cardíaco, células endoteliais, células do tecido adiposo, além de diferentes tipos de neurônios, como os presentes no córtex cerebral ou na medula espinhal.
Os cientistas também testaram, in vitro,a resposta de células imunes presentes no sangue de humanos ou porcos quando em contato com hidrogéis produzidos a partir do material coletado do próprio indivíduo. Tanto para o sangue dos animais quanto dos humanos, não houve reação imunológica, o que já era esperado pelo grupo de pesquisa e confirma a vantagem do uso da tecnologia desenvolvida como um tratamento personalizado.
Além disso, num teste in vivo, os pesquisadores compararam a resposta observada em implantes feitos em ratos que receberam material autólogo (feito a partir do próprio rato), alogênico (feito a partir do material de outro rato) ou xenogênico (feito com o material de porcos) – no último caso, os implantes geraram resposta imune muito acentuada.
Em entrevista ao jornal The Times of Israel, o líder da pesquisa, Prof. Doutor Tal Dvir, afirmou: "Com a nossa tecnologia, podemos desenvolver qualquer tipo de tecido e, após transplante, é possível que se regenere de maneira eficiente qualquer órgão afetado por traumas ou doenças – um coração após um infarto, um cérebro após lesão, a medula espinhal após trauma, ou mesmo tratar a doença de Parkinson. Além disso, podemos desenvolver tecido adiposo (de gordura) para ser utilizado em cirurgias cosméticas ou de reconstrução. Este implante personalizado certamente não será rejeitado pelo corpo".
Os pesquisadores pretendem intensificar as pesquisas relacionadas à nova tecnologia, estendendo sua aplicação não só para a regeneração de tecidos que foram avaliados no estudo já publicado – principalmente o cardíaco e a medula espinhal – mas também incluir órgãos como intestinos e olhos, utilizando células e materiais do próprio paciente.
Edri, R. et al.(2019). Personalized hydrogels for engineering diverse fully autologous tissue implants. Advanced Materials 31, 1803895.
The Times of Israel – Israeli team makes implants using patient's own stomach cells, biomaterials.
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