A onda da impressão 3D de tecidos personalizados: como a ciência ensaia reparar o coração

Por Marco Augusto StimamiglioInstituto Carlos Chagas – Fiocruz/PR 

Cientistas da Universidade de Tel Aviv, em Jerusalém, construíram com uma impressora 3D um coração vivo a partir de tecido humano. Essa foi a notícia amplamente veiculada pela imprensa nacional e internacional no mês de abril de 2019. O estudo, publicado na revista Advanced Science, provocou um estado de êxtase na mídia em relação à possibilidade da realização de transplantes cardíacos sem a necessidade de busca por doadores compatíveis ou risco de rejeição. Apesar de seu tamanho reduzido (cerca de três centímetros), o coração impresso apresenta as características físicas bem próximas à realidade (tecido muscular, vasos sanguíneos, câmaras internas) efetivamente impressiona. No entanto, sem tirar o mérito dos cientistas israelenses, é importante ponderar o impacto deste estudo para o desenvolvimento da área de engenharia de tecidos e para sua possível aplicação clínica em pacientes cardíacos.

É bastante evidente a evolução das técnicas e estratégias de impressão 3D de tecidos nos últimos anos. O uso dos chamados hidrogéis, que são polímeros altamente hidratados como o próprio nome sugere (uma espécie de gelatina), permite moldar estruturas tridimensionais vascularizadas (com canais conectados como nos vasos sanguíneos). Entretanto, estudos pioneiros utilizando células endoteliais (que recobrem as veias internamente) para formação de vasos sanguíneos dentro de hidrogéis relatam as dificuldades de se formar canais abertos que permitam a passagem de fluidos. Nesse sentido, o trabalho publicado pelos cientistas israelenses é importante e inovador, pois demonstra o desenvolvimento e a aplicação de técnicas avançadas de impressão 3D com o uso de hidrogéis personalizados e células-tronco, que podem ser derivadas do próprio paciente. Além disso, os cientistas demonstraram que o hidrogel personalizado pode ser usado para imprimir estruturas celulares volumétricas e autônomas, incluindo corações inteiros com seus principais vasos sanguíneos.

Contudo, quanto à possível aplicação clínica dos corações impressos em transplante de órgãos, este estudo não traz avanços significativos. É talvez uma prova de conceito quanto às possibilidades da engenharia de tecidos no desenvolvimento de tecidos complexos. Os corações produzidos pelos cientistas israelenses seguem contendo cardiomiócitos (as células contráteis de músculo cardíaco) imaturos e sem conexões, de forma que os corações até contraem, mas aleatoriamente e sem a capacidade de bombear o sangue. Além disso, embora a impressão 3D seja considerada uma abordagem promissora para a engenharia de órgãos inteiros, vários desafios ainda permanecem. Esses incluem: a expansão eficiente das células-tronco para obter o alto número de células necessário para projetar um órgão grande e funcional; a maturação dos diferentes subtipos de cardiomiócitos presentes no coração para que atuem adequadamente; o desenvolvimento de estratégias e tecnologias avançadas para imprimir com precisão os vasos sanguíneos de pequeno diâmetro dentro de estruturas espessas como as paredes do coração; a realização de estudos de longo prazo e experimentos de implantação do órgão em modelos animais para avaliar adequadamente o destino e o valor terapêutico dos tecidos impressos. Estas deficiências e desafios não foram camuflados pelos cientistas israelenses na publicação de seu trabalho, muito pelo contrário, são eles que motivam os cientistas a buscar novas estratégias, conhecimentos e possibilidades.

O momento no qual veremos um coração inteiro e funcional para transplante ser produzido em laboratório pelas técnicas de impressão de tecidos ainda pode estar distante, mas, certamente, este caminho e os conhecimentos gerados ao trilhá-lo nos brindarão muitas possibilidades e desenvolvimento na área das ciências e tecnologias.

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