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Usando células sanguíneas humanas, os pesquisadores brasileiros conseguiram obter organoides hepáticos (“mini-fígado”) que desempenham todas as funções típicas do fígado, como produção de proteínas vitais, armazenamento de vitaminas e secreção biliar, entre muitos outros. A inovação permite a produção de tecido hepático em laboratório em apenas 90 dias e pode no futuro se tornar uma alternativa ao transplante de órgãos.

O estudo foi realizado no Centro de Pesquisa em Genoma Humano e Células-Tronco (HUG-CELL). Hospedado pela Universidade de São Paulo (USP), o HUG-CELL é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Disseminação (RIDCs), financiado pela Fundação de Pesquisa de São Paulo – FAPESP.

Este estudo combinou técnicas de bioengenharia, como reprogramação celular e cultivo de células-tronco pluripotentes, com bioprinting 3D. Graças a essa estratégia, o tecido produzido pelo bioprinter manteve as funções hepáticas por mais tempo do que o relatado por outros grupos em estudos anteriores.

Mais estágios ainda precisam ser alcançados até obtermos um órgão completo, mas estamos no caminho certo para resultados altamente promissores. Em um futuro muito próximo, em vez de aguardar um transplante de órgão, pode ser possível coletar células do paciente e reprogramá-las para criar um novo fígado no laboratório. Outra vantagem importante é a probabilidade zero de rejeição, uma vez que as células provêm do paciente “.

Mayana Zatz, diretora do HUG-CELL e última autora do artigo publicado em Biofabricação

A parte inovadora do estudo residia em como as células foram incluídas no bioink usado para produzir tecido na impressora 3D. “Em vez de imprimir células individualizadas, desenvolvemos um método de agrupá-las antes da impressão. Esses ‘aglomerados’ de células, ou esferóides, são o que constituem o tecido e mantêm sua funcionalidade por muito mais tempo”, disse Ernesto Goulart, pós-doutorado no Instituto da USP. de Biociências e primeiro autor do artigo.

Os pesquisadores evitaram, assim, um problema enfrentado pela maioria das técnicas de bioprinting de tecidos humanos, a saber, a perda gradual de contato entre as células e, portanto, a perda da funcionalidade do tecido.

A formação de esferóides neste estudo já ocorreu no processo de diferenciação, quando as células pluripotentes foram transformadas em células do tecido hepático (hepatócitos, células vasculares e células mesenquimais). “Iniciamos o processo de diferenciação com as células já agrupadas. Elas foram cultivadas em agitação e os grupos se formaram espontaneamente”, disse Goulart à Agência FAPESP.

Um fígado em 90 dias

Segundo os pesquisadores, o processo completo, desde a coleta do sangue do paciente até a produção funcional de tecidos, leva aproximadamente 90 dias e pode ser dividido em três etapas: diferenciação, impressão e maturação.

Inicialmente, as células sanguíneas são reprogramadas para regredir para um estágio de característica de pluripotência das células-tronco, tornando-se células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). O cientista japonês Shinya Yamanaka recebeu o Prêmio Nobel de Medicina de 2012 por desenvolver essa técnica.

O próximo estágio consiste em induzir diferenciação nas células hepáticas. Os esferóides são então misturados com bioink, um fluido semelhante a hidrogel, e impressos. As estruturas resultantes amadurecem em cultura por 18 dias.

“O processo de impressão envolve a deposição de esferóides ao longo de três eixos, o que é necessário para o material ganhar volume e dar suporte adequado ao tecido”, disse Goulart. “O bioink tipo gel é reticulado para tornar as estruturas mais rígidas, para que possam ser manipuladas e até suturadas”.

A maioria dos métodos disponíveis para impressão de tecidos vivos usa imersão e dispersão celular em um hidrogel para recapitular o microambiente e garantir a funcionalidade do tecido. No entanto, experimentos mostraram que a perda de contato e funcionalidade das células tende a ocorrer quando a dispersão é realizada célula por célula.

“É um processo um tanto traumático para as células, que precisa de tempo para se acostumar com o ambiente e adquirir funcionalidade”, disse Goulart. “Nesta fase, eles ainda não são tecidos porque estão dispersos, mas, como mostra nosso estudo, eles já têm a capacidade de limpar o sangue de toxinas e de produzir e secretar albumina [uma proteína produzida apenas pelo fígado]. , por exemplo.”

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram mini-fígado usando células sanguíneas de três voluntários como matéria-prima e compararam marcadores relacionados à funcionalidade, como a manutenção do contato celular e a produção e liberação de proteínas. “Nossos esferóides funcionaram muito melhor do que os obtidos pela dispersão unicelular. Como esperado, durante a maturação, os marcadores da função hepática não foram reduzidos”, disse Goulart.

Embora o estudo tenha se limitado a produzir fígados em miniatura, a técnica pode ser usada no futuro para produzir órgãos completos adequados para transplante, de acordo com Goulart. “Fizemos isso em pequena escala, mas com investimento e interesse, ele pode ser facilmente ampliado”, disse ele.

Texto retirado de News Medical.

Imagem retirada de wishbox.

 

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