A saga dos cientistas que copiam a natureza: um novo capítulo na construção de biopróteses de válvulas cardíacas

Por Marco Augusto Stimamiglio – Instituto Carlos Chagas – Fiocruz/PR

A substituição das válvulas do coração é um procedimento que pode ser necessário quando há falhas no sistema de fluidos que permite o adequado bombeamento e circulação do sangue por todo nosso corpo. Algumas destas falhas são causadas por dificuldades na abertura ou no fechamento correto das válvulas cardíacas, situações que podem ocorrer no curso de doenças degenerativas associadas ao envelhecimento. Nestes casos, o uso de próteses mecânicas ou biopróteses construídas em laboratório com o uso de tecidos animais são possíveis soluções para a substituição cirúrgica das válvulas que não funcionam plenamente. Entretanto, quando se trata de malformações congênitas (anomalias funcionais ou estruturais originadas durante o desenvolvimento intrauterino) ou outras doenças infanto-juvenis que causam mal funcionamento das válvulas, o uso de próteses mecânicas e biopróteses acaba limitado. Essa limitação ocorre porque estas próteses e biopróteses têm tamanhos fixos e não acompanham o crescimento do coração de uma criança. Isso significa que o paciente necessitará de novas cirurgias para substituição das válvulas ao longo dos anos até atingir a idade adulta.

Até então, os cientistas não haviam conseguido desenvolver válvulas cardíacas que pudessem crescer e manter sua função em pacientes pediátricos. No entanto, atualmente, Cientistas Descobriram Que há uma forma de desenvolver esse tipo de tecido em laboratório. Utilizando técnicas de engenharia de tecidos e medicina regenerativa, a equipe de cientistas liderada pelo Dr. Robert Tranquillo, da Universidade de Minnesota, nos EUA, desenvolveu uma válvula cardíaca capaz de se integrar e crescer com o coração do receptor, neste caso experimental, o coração de cordeiro. As descobertas desta pesquisa foram publicadas na revista Science Translational Medicine em março de 2021.

Para chegar a estes resultados, os cientistas passaram oito semanas cultivando células da pele de um cordeiro doador em um gel nutritivo, no formato de um tubo, dentro de um biorreator (equipamento para cultivo de células em larga escala). Após este tempo, no qual as células organizaram um tecido vivo em cultivo, os cientistas usaram detergentes especiais para retirar todas as células do tecido artificial, deixando assim uma matriz tecidual em formato de tubo livre de células, o que não causaria rejeição quando implantada no coração de um cordeiro receptor. Em seguida, os cientistas costuraram três tubos juntos e os cortaram para criar abas que abrem e fecham como as válvulas cardíacas (veja aqui a mecânica das válvulas). Uma vez implantado, as próprias células do cordeiro receptor povoaram o dispositivo, integrando-o ao tecido do coração. Porém, esses implantes valvares tiveram que ser substituídos ao longo do tempo devido à grande pressão exercida pelo sangue, o que causou seu alargamento. Assim, os dispositivos passaram ainda por novas modificações, com o objetivo de aumentar sua resistência mecânica, até que se obteve uma configuração adequada para os experimentos de implante nos cordeiros. Dos três cordeiros que receberam os implantes, dois conseguiram manter suas válvulas por até 52 semanas (tempo total do experimento). Imagens de ecocardiografia mostraram que as válvulas também aumentaram de tamanho à medida que os cordeiros cresciam.

Ainda que os testes em animais sejam apenas uma primeira etapa e muitas vezes não representem com exatidão as condições dos seres humanos, estudos como este representam um grande avanço científico e nos aproxima da possibilidade de criar válvulas cardíacas com capacidade de crescimento para uso em pacientes pediátricos.

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