“Legos” biológicos já são realidade: construir órgãos é o próximo passo

Pesquisadores encapsulam células vivas em cubos, construíndo estruturas em 3D, tal como uma criança constrói edifícios com blocos de montar.

taniager

17 Maio 2010 | 16h43

A foto mostra o tecido tubular construído no processo de encapsulamento das células com polímero, moldadas por uma armação com padrão tubular. Crédito: cortesia de Javier Gomez Fernandez, MIT.

A foto mostra o tecido tubular construído no processo de encapsulamento das células com polímero, moldadas por uma armação com padrão tubular. Crédito: cortesia de Javier Gomez Fernandez, MIT.

Fígado, rins, veias são apenas exemplos de órgãos e outras partes do nosso corpo que a engenharia de tecidos está tentando construir faz muito tempo. A tarefa não é fácil, mas um avanço significativo já havia sido feito quando cientistas desenvolveram os primeiros tecidos orgânicos em laboratório. A maior dificuldade, porém, era conseguir que células cultivadas crescessem em recipientes de laboratório na forma 3D, em vez de camadas planas.

Desafio posto, desafio superado: pesquisadores da Divisão de Tecnologia e Ciência da Saúde (HST), do MIT-Harvard, EUA, encapsularam células vivas em cubos e, com eles, construíram estruturas em 3D, tal como uma criança constrói edifícios com blocos de montar.

A nova técnica, apelidada de microalvenaria (do inglês “micromasonry”), emprega um material parecido com um gel que age como concreto. Este “concreto” cola as células “tijolos” para montar as estruturas.

O trabalho do professor Ali Khademhosseini e do pós-doutor Javier Gomez Fernandez, ambos do HST, foi publicado pelo referido instituto recentemente.   

Destrinchando a nova técnica 

O primeiro passo é obter células do tecido separadas. Para separá-las, os cientistas usam enzimas que digerem o material extracelular, que mantém as células unidas.

O passo seguinte é utilizar as células livres para montar novas estruturas. Alguns cientistas desenvolveram tecidos simples com êxito. Tecidos de pele, cartilagem ou bexiga foram montados em “andaimes” de espuma biodegradável. Mas o difícil é montar uma microarquitetura controlada, que permita a construção de tecidos com maior grau de complexidade.

A nova técnica desenvolvida pelos pesquisadores do HST permite construir os “blocos biológicos”, que serão usados para construir tecidos mais complexos.

Primeiramente as células livres foram encapsuladas por um polímero chamado Polietilenoglicol (PEG). Ele foi usado na versão de líquido que se transforma em gel quando iluminado. Quando as células revestidas com o PEG são iluminadas, este polímero solidifica e encapsula as células em cubos  com tamanhos laterais que variam de 100 a 500 milionésimos de metro.

Os cubos agora podem ser organizados em formatos específicos usando modelos de PDMS, um polímero que tem por base o silício. Os modelos e os cubos recebem uma nova cobertura do polímero PEG que irá “colar” firmemente os cubos moldados pela armação de PDMS.

Em seguida, os cubos são iluminados para solidificar o polímero. A armação é então retirada e os cubos unidos mantêm sua nova estrutura.

Gomez Fernandez e Khademhosseini usaram este método para construir capilares, responsáveis pela irrigação sanguínea nos tecidos. Sem os capilares, não é possível desenvolver órgãos.

Os dois cientistas esperam que seu trabalho possa conduzir a uma nova forma de desenvolver fígado e tecido cardíaco artificiais.

Gomez Fernandez enfatiza que este processo elimina a necessidade de equipamentos especiais, tais como uma máquina robotizada utilizada em uma técnica chamada de “impressão de órgão” para criar tecidos complexos em D. “A a nova técnica é bem mais simples e pode ser reproduzida em qualquer laboratório”, acrescenta.

A próxima etapa da pesquisa é estudar os diferentes tipos de células e a viabilidade do crescimento de tecidos, além de explorar o uso de polímeros diferentes que ofereçam maior controle para o posicionamento das células.

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