Um grupo de pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaer desenvolveram uma forma de imprimir a pele viva e vasos sanguíneos com uma impressora 3D. O avanço, foi publicado ontem na Tissue Engineering Part A, é um enorme passo para a criação de enxertos mais parecidos com a pele que nosso corpo produz naturalmente.
“Neste momento, tudo o que está disponível como produto clínico é mais parecido com um Band-Aid sofisticado”, disse Pankaj Karande, professor associado de engenharia química e biológica e membro do Centro de Biotecnologia e Estudos Interdisciplinares (CBIS), que liderou essa pesquisa na Rensselaer. “Ele fornece uma cura acelerada de feridas, mas eventualmente cai; ele nunca se integra realmente com as células hospedeiras.”
Uma barreira significativa para essa integração tem sido a ausência de um sistema vascular funcional nos enxertos de pele.
Karande vem trabalhando neste desafio há vários anos, publicando anteriormente um dos primeiros trabalhos que mostrava que os pesquisadores podiam pegar dois tipos de células humanas vivas, transformá-las em “bio tintas” e imprimi-las em uma estrutura semelhante à da pele. Desde então, ele e sua equipe têm trabalhado com pesquisadores da Escola de Medicina de Yale para incorporar vasculatura.
Neste trabalho, os pesquisadores mostram que se eles adicionam elementos-chave – incluindo células endoteliais humanas, que revestem o interior dos vasos sanguíneos, e células pericárdicas humanas, que envolvem as células endoteliais – com colágeno animal e outras células estruturais tipicamente encontradas em um enxerto de pele, as células começam a se comunicar formando uma estrutura vascular biologicamente relevante dentro do período de algumas semanas. Você pode assistir Karande explicar este desenvolvimento aqui:
“Como engenheiros que trabalham para recriar a biologia, nós sempre apreciamos e estamos conscientes do fato de que a biologia é muito mais complexa do que os sistemas simples que fazemos no laboratório”, disse Karande. “Ficamos agradavelmente surpresos ao descobrir que, uma vez que começamos a nos aproximar dessa complexidade, a biologia assume o controle e começa a se aproximar cada vez mais daquilo que existe na natureza”.
Uma vez que a equipe de Yale enxertou em um tipo especial de mouse, os vasos da pele impressos pela equipe Rensselaer começaram a se comunicar e se conectar com os próprios vasos do rato.
“Isso é extremamente importante, porque sabemos que há realmente uma transferência de sangue e nutrientes para o enxerto que está mantendo o enxerto vivo”, disse Karande.
Para tornar isso utilizável a nível clínico, os pesquisadores precisam ser capazes de editar as células do doador usando algo como a tecnologia CRISPR, para que os vasos possam se integrar e ser aceitos pelo corpo do paciente.
“Ainda não chegamos a esse passo, mas estamos um passo mais perto”, disse Karande.
“Este desenvolvimento significativo destaca o vasto potencial da bioimpressão 3D na medicina de precisão, onde as soluções podem ser adaptadas para situações específicas e, eventualmente, para indivíduos”, disse Deepak Vashishth, o diretor do CBIS. “Este é um exemplo perfeito de como os engenheiros da Rensselaer estão resolvendo desafios relacionados à saúde humana.
Karande disse que mais trabalho terá de ser feito para enfrentar os desafios associados aos pacientes queimados, que incluem a perda de nervos e terminações vasculares. Mas os enxertos que sua equipe criou aproximam os pesquisadores da ajuda a pessoas com problemas mais discretos, como diabetes ou úlceras de pressão.
“Para esses pacientes, estes seriam perfeitos, porque as ulcerações geralmente aparecem em locais distintos no corpo e podem ser abordadas com pedaços menores de pele”, disse Karande. “A cicatrização de feridas tipicamente leva mais tempo em pacientes diabéticos, e isso também pode ajudar a acelerar esse processo.”
FONTE / Instituto Politécnico Rensselaer
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