Cientistas 'imprimem' coração 3D usando tecido de paciente
Embora a impressão 3D tenha avançado muito nos últimos anos, usá-la para imprimir órgãos humanos em funcionamento ainda é um sonho distante. Recentemente, no entanto, os cientistas trouxeram esse sonho um passo mais perto.
Crédito da imagem: Advanced Science 2019 The Authors
A doença cardiovascular é a principal causa de morte nos Estados Unidos.
De acordo com os Centros para Controle e Prevenção de Doenças (CDC), 610.000 pessoas nos EUA morrem de doenças cardíacas a cada ano.
Depois de chegar aos estágios finais, a única opção de tratamento é o transplante de coração.
Como há poucos doadores de coração, a espera por um transplante que salva vidas é longa.
Os cientistas estão ansiosos para encontrar maneiras de remendar o tecido cardíaco existente para remover ou adiar a necessidade de um transplante.
Por exemplo, se os cirurgiões pudessem implantar um material no coração, ele poderia formar uma estrutura temporária para sustentar as células e impulsionar a reorganização celular.
Essa chamada engenharia de tecido cardíaco tem vários problemas; principalmente, os cientistas precisam encontrar um tipo de material que o corpo não rejeite. Os pesquisadores já experimentaram uma variedade de materiais e métodos, mas os candidatos perfeitos são as células do corpo do paciente.
Bioink e células-tronco
Durante os últimos anos, os pesquisadores fizeram algum progresso no sentido de replicar artificialmente o tecido humano.
Um grupo de cientistas da Universidade de Tel Aviv, em Israel, deu um passo adiante neste trabalho e levou a engenharia de tecidos cardíacos ao próximo estágio.
“Esta é a primeira vez que alguém em qualquer lugar projetou e imprimiu com sucesso um coração inteiro repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos e câmaras.”
Pesquisador líder Prof Tal Dvir
Os cientistas desenvolveram uma abordagem inovadora que lhes permite criar a coisa mais próxima de um coração artificial até hoje.
O primeiro passo foi fazer uma biópsia do tecido adiposo do paciente; então, eles separaram o material celular do material não celular.
Os pesquisadores reprogramaram as células do tecido adiposo para se tornarem células-tronco pluripotentes, que podem se desenvolver na gama de tipos de células necessários para desenvolver um coração.
O material não celular consiste em componentes estruturais, como glicoproteínas e colágeno; os cientistas os modificaram para transformá-los em um "bioink".
Então, eles misturaram este bioink com as células-tronco. As células se diferenciaram em células cardíacas ou endoteliais (que revestem os vasos sanguíneos), que os cientistas poderiam usar para criar placas cardíacas, incluindo vasos sanguíneos.
Eles descrevem seus métodos em detalhes em um artigo recente publicado na revista. Ciência Avançada.
‘O tamanho do coração de um coelho’
“Este coração é feito de células humanas e materiais biológicos específicos do paciente. Em nosso processo, esses materiais servem como bioinks, substâncias feitas de açúcares e proteínas que podem ser usadas para impressão 3D de modelos de tecido complexos ”, diz o Prof. Dvir.
Ele prossegue dizendo: “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 tecidos personalizados e substituição de órgãos no futuro. ”
Para demonstrar o potencial de sua técnica, os cientistas criaram um coração pequeno, mas anatomicamente preciso, completo com vasos sanguíneos e células.
“Neste estágio, nosso coração 3D é pequeno, do tamanho de um coração de coelho”, diz o Prof. Dvir. “Mas corações humanos maiores requerem a mesma tecnologia.”
Vale ressaltar que essa tecnologia ainda está muito longe de ser capaz de substituir os transplantes de coração. Este é apenas mais um passo ao longo do caminho - embora um passo bastante grande.
A próxima tarefa crucial, como diz o professor Dvir, é ensiná-los a se comportarem como corações; ele explica que eles “precisam desenvolver ainda mais o coração impresso. As células precisam formar uma capacidade de bombeamento; eles podem contratar atualmente, mas precisamos que trabalhem juntos. ”
“Nossa esperança”, ele continua, “é que tenhamos sucesso e provemos a eficácia e utilidade de nosso método”.
Ainda há um longo caminho pela frente, mas os pesquisadores estão entusiasmados com o quão longe eles chegaram.
“Talvez, em 10 anos, haja impressoras de órgãos nos melhores hospitais do mundo, e esses procedimentos serão realizados rotineiramente.”
Prof. Tal Dvir
