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Estruturas de engenharia de tecidos construídas em torno de peptídeos ultracurtos fornecem uma nova plataforma para estudar a regeneração óssea em laboratório.

Os peptídeos desenvolvidos na KAUST se auto-organizam em um hidrogel semelhante à cartilagem que imita a matriz natural que sustenta a formação óssea no corpo. Suas propriedades fisiologicamente relevantes permitem que este biomaterial compatível com as células suporte o crescimento e o desenvolvimento de células precursoras da medula óssea. Também permite que os vasos sanguíneos tubulares tomem forma, o que é uma parte crítica da saúde e do reparo ósseo.

Nosso sistema é um modelo simples, eficiente e robusto que se assemelha muito à arquitetura complexa do tecido ósseo nativo. Usando esses hidrogéis baseados em peptídeos, podemos agora construir modelos 3D de doenças para engenharia de tecidos, pesquisa biomédica e testes de drogas. “

Salwa Alshehri, Ph.D. Aluna

Os pesquisadores da KAUST, liderados pela professora de bioengenharia Charlotte Hauser, já haviam mostrado que seus peptídeos ultracurtos poderiam ser misturados com células no bico de uma impressora 3D para criar um tipo de bioink que, uma vez ejetado, solidificaria instantaneamente nas formas desejadas2. Mas não estava claro se o material sintético poderia sustentar toda a complexidade do desenvolvimento ósseo, que inclui a adesão, propagação e diferenciação de células-tronco específicas do osso, junto com a incursão dos vasos sanguíneos necessários para a transferência de nutrientes e remoção de resíduos metabólicos.

Alshehri colocou a plataforma à prova. Ela e Hauser, junto com o Ph.D. o aluno Hepi Hari Susapto, ajustou a rigidez de seus hidrogéis alterando a concentração de peptídeos em sua mistura. Depois de terem as propriedades mecânicas certas para o crescimento ósseo, os pesquisadores semearam os andaimes com células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea. Dentro dessas construções 3D, as células mantiveram sua capacidade de auto-renovação e, sob condições apropriadas, puderam se converter em células de osteócitos formadoras de osso.

A equipe KAUST deu um passo adiante. Os pesquisadores adicionaram células retiradas de veias umbilicais humanas a seus minissomos e descobriram que o material também pode suportar uma densa rede de formação de vasos sanguíneos. “Nosso modelo acomodou com sucesso mais de um tipo de célula sem comprometer sua viabilidade”, diz Alshehri, que agora espera desenvolver modelos de tecido ósseo ainda mais sofisticados para avaliação em modelos animais e, eventualmente, como terapia regenerativa para pacientes com doença óssea .

Alshehri, Hauser e seus colegas também estão procurando estender a plataforma para outras aplicações médicas, não apenas para regeneração óssea. “Uma vez que os vasos sanguíneos são parte integrante dos tecidos nativos”, diz Alshehri, “a cultura bem-sucedida de células endoteliais em 3D dentro desses hidrogéis é uma grande promessa para aplicações de engenharia de tecidos em geral.”

Texto retirado de News Medical.
Foto de Edward Jenner no Pexels

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