Cientistas israelenses "imprimiram" o primeiro coração vascularizado em 3D usando as próprias células do paciente.
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Fonte: Tel Aviv University, Israel
Avanço Global
Em um grande avanço, o coração artificial combina completamente com as propriedades celulares e anatômicas do paciente´.
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Tel Aviv University, Israel
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Em um grande avanço médico, os pesquisadores da Universidade de Tel Aviv "imprimiram" o primeiro coração vascularizado 3D do mundo usando 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 conseguiu projetar e imprimir um coração inteiro repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos e câmaras", diz o professor Tal Dvir, da Escola de Biologia Molecular e Biotecnologia 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.
A doença cardíaca é a principal causa de morte entre homens e mulheres nos Estados Unidos. O transplante cardíaco é atualmente o único tratamento disponível para pacientes com insuficiência cardíaca terminal. Dada a terrível escassez de doadores de coração, a necessidade de desenvolver novas abordagens para regenerar o coração doente é urgente.
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"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 complexos de tecidos", diz Prof. 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 reposição de tecido e órgãos personalizada no futuro".
A pesquisa para o estudo foi conduzida em conjunto pelo Prof. Dvir, o Dr. Assaf Shapira da Faculdade de Ciências da Vida da TAU e Nadav Moor, um estudante de doutorado no laboratório do Prof. Dvir.
"Neste estágio, nosso coração 3D é pequeno, do tamanho do coração de um coelho", explica o Prof. Dvir. "Mas corações humanos maiores requerem 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 celulares do tecido foram então separados. Enquanto as células foram reprogramadas para se tornar 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 como "tinta" de impressão.
Após serem misturadas com o hidrogel, as células foram eficientemente diferenciadas para células cardíacas ou endoteliais para criar emplastros cardíacos imuno-compatíveis específicos do paciente com vasos sanguíneos e, subsequentemente, um coração inteiro.
Segundo o Prof. Dvir, o uso de materiais específicos para pacientes "nativos" é crucial para o sucesso da engenharia de tecidos e órgãos.
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"A biocompatibilidade dos materiais de engenharia é crucial para eliminar o risco de rejeição do implante, o que compromete o sucesso de tais tratamentos", diz o Prof. Dvir. "Idealmente, o biomaterial deve possuir as mesmas propriedades bioquímicas, mecânicas e topográficas dos próprios tecidos do paciente. Aqui, podemos relatar uma abordagem simples para tecidos cardíacos grossos, vascularizados e perfuráveis impressos em 3D que combinam completamente com os tecidos imunológicos, celulares, bioquímicos e propriedades anatômicas do paciente ".
Qual órgão você gostaria?
Os pesquisadores agora planejam cultivar os corações impressos no laboratório e "ensiná-los a se comportar" como corações, diz o professor Dvir. Eles então planejam transplantar o coração impresso em 3D em modelos animais.
"Precisamos desenvolver ainda mais o coração impresso", conclui ele. "As células precisam formar uma capacidade de bombeamento; atualmente, elas podem se contrair, mas precisamos que trabalhem juntas. Nossa esperança é que tenhamos sucesso e provemos a eficácia e a utilidade de nosso método."
"Talvez, daqui a dez anos, haja impressores de órgãos nos melhores hospitais do mundo, e esses procedimentos serão conduzidos rotineiramente."