A medicina moderna tende a retornar às suas origens biológicas, utilizando mais compostos orgânicos e naturais do organismo do paciente. Terapias celulares, engenharias de tecidos e terapias gênicas, as quais alteram o DNA do paciente, são exemplos disso. Como falamos em outros textos, os Produtos de Terapias Avançadas (PTAs) são grandes aliados da longevidade com qualidade de vida, já que estamos vivendo mais, mas ainda não com qualidade. Entre esses avanços, dignos de filmes de ficção científica, está a Impressão de Órgãos 3D, os quais prometem revolucionar a medicina e acabar com as filas de transplantes. Vamos entender?
Impressão de órgãos 3D: como funciona?
A impressão 3D já é amplamente difundida no Brasil, desde jovens criando em casa suas próprias esculturas de super-heróis, até cientistas tentando acabar com as intermináveis filas de transplantes. Em ambos os casos, o processo de fabricação é bem parecido, depositando camada sobre camada do material que irá formar a peça. Entretanto, especialmente para a bioimpressão 3D, utiliza-se um componente único: Hidrogel.
O hidrogel é um biomaterial (leia aqui sobre isso) que funciona como uma estrutura tridimensional para acondicionar células-tronco. Com isso, a peça criada na impressora 3D é revestida com o hidrogel, como se fosse uma tinta que contém células-tronco em sua composição. Quando aquecidas, os agrupamentos de células se unem, e o gel que as revestem pode ser resfriado e removido. Assista abaixo a matéria da Band sobre a impressão de órgãos 3D em Israel.
Como a bioimpressão 3D surgiu?
Segundo a marca de Impressoras 3D Wishbox, a impressão de órgãos 3D surgiu na década de 1990, quando, em 99, pesquisadores do instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa usaram uma impressora 3D para construir estruturas sintéticas de uma bexiga humana. Em 2003 foi a vez de Thomas Boland, um cientista que desenvolveu a primeira bioimpressora 3D para auxiliar pesquisas, imprimindo com sucesso rins capazes de bombear sangue e produzir urina em um modelo animal. Já em 2010, a empresa Organovo, de San Diego, dedicada a bioimpressão 3D, produziu o primeiro vaso sanguíneo.
Impressão de órgãos 3D no Brasil
No Brasil também temos grandes mentes por trás da bioimpressão 3D. O médico e pesquisador Gabrel Liguori, da Universidade de São Paulo, criou a startup TissueLabs e declara querer imprimir o primeiro coração artificial do mundo. Gabriel, de 31 anos, foi apontado em dezembro de 2020 como um dos jovens mais inovadores da América Latina pela Revista MIT Technology Review, publicado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA. Ele foi incluído na lista “visionários”, reunindo pessoas de até 35 anos. O pesquisador vislumbra iniciar os testes em humanos daqui 10 ou 15 anos, e comenta que a empresa dele já triplicou de tamanho e é líder no país quando se trata de bioimpressão 3D.
A USP – Universidade de São Paulo, também é uma entusiasta da impressão de órgãos 3D. O Centro de Pesquisa com Células-tronco e Genoma Humano utilizou a bioimpressão 3D para imprimir um fígado funcional como meio de pesquisa. Veja a matéria do SBT abaixo.
Processo de bioimpressão 3D
Ainda segundo divulgação da empresa Wishbox, com dados da Universidade de Rhode Island, podemos ver que o processo de impressão de órgãos 3D pode ser feito de diferentes formas, porém muitos seguem metodologias parecidas.
Imagem 3D
As dimensões exatas do tecido do paciente são computadorizadas por uma tomografia ou ressonância magnética padrão. Assim se obtém uma imagem tridimensional do órgão da pessoa.
Modelagem 3D
Essa modelagem é feita em sistemas 3D, como o Software CAD. O modelo virtual possui todas as informações e texturas da estrutura, seja ela o órgão ou tecido.
Fatiamento
O projeto 3D será processado por outro software, conhecido como Slicer (fatiador em inglês). Ele determinará as coordenadas da impressão 3D.
Preparação da Biotinta (bioink)
A biotinta é o insumo consumido pela impressora 3D. Ela é geralmente usada na forma de hidrogel, com aspecto pastoso. Esses materiais biocompatíveis são desenvolvidos por projetos de bioengenharia. Essa área da engenharia busca desenvolver materiais artificiais que possuam componentes naturais e biológicos, como exemplo células-tronco.
Solidificação
Por fim, a medida que o material é construído camada por camada, a estrutura passa a se solidificar e a se misturar. Esse processo é chamado de reticulação, e pode ser auxiliado por uma luz UV, produtos químicos ou mesmo calor.
Células-tronco: a matéria-prima para a bioimpressão 3D.
A medicina regenerativa se baseia em três diferentes pilares para funcionar adequadamente: biomateriais, sinalizadores e células-tronco. Os biomateriais, como falamos acima, são estruturas que possuem componentes biológicos em sua formação, e por isso são utilizados na engenharia de tecidos com células-tronco do próprio paciente.
Qual a vantagem disso?
As células-tronco são células curingas do corpo, capazes de serem transformadas em células de órgãos e tecidos. Elas também possuem a capacidade de “dizer” para as células-tronco vizinhas no que elas devem se transformar, ajudando assim a regenerar diversas partes do corpo. As células-tronco podem ser armazenadas em laboratórios, como a R-Crio, para serem preservadas jovens e saudáveis a fim de serem usadas ao longo da vida, funcionando como peças de reposição do seu próprio corpo.
Como coletar células-tronco?
As células-tronco podem ser coletadas por diferentes fontes. Antigamente, a coleta era restrita ao momento do parto, uma vez que somente as fontes do cordão umbilical eram populares. Hoje, o dente de leite, dente do siso, tecido adiposo (gordura) e céu da boca também são fontes de células-tronco mesenquimais, tipo específico de células-tronco para regenerar os tecidos sólidos e órgãos. A coleta é realizada em profissionais de saúde habilitados, e o material é enviado para a R-Crio isolar as células-tronco e congelar para serem usadas quando o paciente necessitar.
Armazene suas células-tronco!
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Até um próximo texto!
