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Vias aéreas humanas em um chip: uma nova ferramenta para a descoberta de fármacos antivirais? 

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Profa. Dra. Izabella Thaís Silva Dpto. de Farmácia, UFSC

O uso de pequenos órgãos humanos, criados em laboratório, para estudar vírus potencialmente pandêmicos, como o SARS-CoV-2 (causador da COVID-19) e o Influenza (causador da gripe), não é novidade. Inclusive a relevância científica desse tema foi recentemente abordada em um interessante texto aqui no Cientistas Descobriram Que… 

A grande novidade é a criação de um sistema interligado que imita, de forma muito mais realista, as vias aéreas humanas. Essa criação recente dos pesquisadores da Universidade de Harvard, Boston (EUA), batizado como “vias aéreas humanas em um chip ou Airway Chip”, é um dispositivo que contém dois pequenos canais paralelos separados por uma membrana porosa recoberta por matriz extracelular (detalhes podem ser vistos na figura abaixo). De um lado da membrana, os pesquisadores colocaram células-tronco pulmonares humanas cultivadas numa interface líquido-ar e, do outro lado, incluíram células de vasos sanguíneos (endotélio), provenientes de pulmão humano, expostas a um fluxo contínuo de líquido que imita o nosso sistema vascular. Este dispositivo ainda permite a diferenciação das células-tronco em uma camada de tecido (epitélio) com células especializadas muito semelhantes ao que encontramos nas vias aéreas humanas. 

Airway Chip – Adaptado de SI et al., 2021.
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Implantes de eletrodos capazes de restaurar funções motoras de pessoas após paralisia completa

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Por Keli F. Seidel – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

Em fevereiro de 2022, foram publicados, na renomada revista Nature Medicine, os bem-sucedidos resultados de uma pesquisa onde, pessoas acometidas por paralisia completa, voltaram a andar, nadar, pedalar em suas bicicletas, etc. [1] Mas como isso foi possível? Pesquisadores relatam que este feito é resultado de algumas décadas de estudos. Alguns dos casos envolvem inclusive resultados de pacientes que tinham tido lesão medular grave. 

Um ser humano saudável possui nervos na coluna espinhal que enviam sinais do cérebro para, por exemplo, as pernas. A partir dessa comunicação é que o cérebro “diz” aos músculos como agirem para que possamos caminhar, correr ou pular. Quando a medula é machucada sofrendo algum dano, a consequência disso é a perda de movimentos dos membros uma vez que o cérebro perde seu canal de conversa com os músculos. Mesmo em caso de lesões mais leves, o sinal que chega ao músculo é muito fraco, não sendo suficiente para gerar uma estimulação nervosa. Foram nestes casos, de danos leves na medula, que os implantes de eletrodos para estimulação elétrica epidural puderam reestabelecer uma  melhor qualidade de vida a pessoas com paralisias. 

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A saga dos cientistas que copiam a natureza: células-tronco artificiais! Será mesmo?

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Por Marco Augusto Stimamiglio – Instituto Carlos Chagas – Fiocruz, Paraná

O uso das células-tronco em tratamentos clínicos da chamada medicina regenerativa se baseia sobretudo no potencial destas células em induzir a recuperação dos tecidos que são lesionados ou são acometidos por alguma doença que cause sua degeneração. As características e potencialidades das células-tronco são inúmeras, a depender de seu tecido de origem e do estágio de maturação que se encontre. 

Este blog já dedicou muitos dos seus textos descrevendo promissoras descobertas científicas sobre as células-tronco (veja exemplos aqui). Contudo, o uso destas células na medicina regenerativa enfrenta grandes desafios, seja pela diversidade que dificulta a uniformização da sua aplicação ou pela instabilidade durante seu cultivo e expansão em laboratório. É justamente por este motivo que os cientistas buscam maneiras de copiar as células-tronco e substituí-las por produtos de fabricação laboratorial, multiplicáveis e uniformes, por vezes chamados de células-tronco artificiais.

No ano de 2016, cientistas da Universidade da Carolina do Norte, nos EUA, desenvolveram uma espécie de versão sintética de célula-tronco cardíaca. Micropartículas que imitavam as células foram fabricadas em laboratório, utilizando o conteúdo secretado por células-tronco (conhecido como fatores parácrinos, que são sinais enviados entre as células de um tecido).

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É usado em harmonizações faciais e tem até no shampoo! Afinal, o que é o ácido hialurônico?

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Por Talita da Silva Jeremias – Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética – UFSC

A informação mais importante que você tem que saber sobre o ácido hialurônico é que esta molécula está presente naturalmente no nosso corpo. Os tecidos que formam os órgãos são compostos de células e matriz extracelular. A matriz extracelular é uma rede tridimensional formada por diferentes tipos de moléculas, como por exemplo o já conhecido colágeno e o agora famoso ácido hialurônico, que auxiliam na sustentação, no suporte físico dos tecidos e até na comunicação entre as células.

Então, o ácido hialurônico é um componente dessa matriz extracelular e está presente em todos os tecidos, sendo mais abundante na pele, tecidos esqueléticos, válvulas do coração, vítreo do olho, líquido sinovial (do joelho e dos dedos) e cordão umbilical. Para você ter uma ideia, em uma pessoa de aproximadamente 70kg, 15 gramas é de ácido hialurônico. Estamos falando de mais ou menos uma colher de sopa de açúcar de ácido hialurônico! E saiba, bioquimicamente falando, que realmente esta molécula é um açúcar (carboidrato): um glicosaminoglicano composto por dissacarídeos repetidos, com carga negativa e altamente hidrofílico (retém/atrai água).

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“Regeneração” da estrutura cristalina de esmalte: uma vista para o futuro?

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Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

O dente é uma estrutura extremamente complexa composto por esmalte, dentina, cemento, osso alveolar, ligamento periodontal e polpa dentária. Destes tecidos, o mais peculiar é o esmalte por ser o tecido mais duro do corpo e um tecido que perde conexão com a célula que deu origem a ele. Deixe-me explicar!

O corpo possui quatro tecidos mineralizados: esmalte, dentina, cemento e osso. Estes tecidos são formados por uma mescla de matriz orgânica (água e proteínas) e matriz inorgânica (o cristal de hidroxiapatita (HA) formado basicamente por íons cálcio e fosfato e que dá a dureza a esta matriz. Três pontos principais diferem um tecido mineralizado do outro: quantidade de HA, tipos de proteínas presentes na matriz e, por fim, a forma como as matrizes orgânica e inorgânica, se organizam. Em relação a quantidade de HA, o esmalte é o mais duro de todos, seguido da dentina, osso e cemento (97%, 70%, 65% e 60% de HA respectivamente). E particularmente no esmalte, estes cristais se arranjam em prismas que se encontram paralelos entre si. Essa arquitetura única aliada com a quantidade de HA garante ao esmalte não só o fato de ser o tecido mais duro do corpo, mas também de resistência ao desgaste durante as forças da mastigação.

Figura 1: Sequência do nascimento de um dente. Em lilás são representados os ameloblastos e epitélio oral (A-B), note a origem comum destes dois tipos celulares (ectoderma), isso facilitará a fusão deles quando se aproximarem (B). Com a fusão, inicia-se um processo de morte celular (apoptose) que enfraquece o epitélio, e somado à pressão do dente faz romper o epitélio e o surgimento de dente na cavidade oral (C). Ao final, quando o dente estiver em posição na cavidade oral, o esmalte estará completamente desnudo de ameloblastos e o epitélio oral vai circundar o dente na região cervical formando a gengiva (D). Imagem adaptada de Avery & Chiego Jr., 2005.

Ainda, a maneira como o esmalte é formado (pelos ameloblastos, a célula responsável pela Continuar lendo →

Sorrir de novo: o uso de células tronco no tratamento da paralisia facial

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Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

O nervo facial é um nervo periférico responsável por fornecer mobilidade para os músculos de expressão facial (que nos fazem sorrir, por exemplo) e do pescoço. Esse nervo possui um longo segmento extra-ósseo (fora da proteção de cavidade óssea) possuindo, nesse trajeto, uma localização superficial na face. Por isso, é comumente afetado por lesões traumáticas, causando paralisia facial, com implicações graves para os pacientes. Continuar lendo →

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

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Por Marco Augusto Stimamiglio – Instituto 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 Continuar lendo →