A medicina regenerativa deu um passo significativo graças à pesquisa realizada pelo Instituto Terasaki para Inovação Biomédica em Los Angeles. Os cientistas desenvolveram uma biotinta inovadora que utiliza um hormônio de liberação sustentada para promover o crescimento e a regeneração do tecido muscular impresso em 3D. A descoberta pode ter implicações profundas para o tratamento de pacientes que sofreram perda ou danos musculares devido a trauma, doença ou cirurgia.
La Imprimir 3D já revolucionou vários setores, desde a produção industrial ao design, mas é no campo da medicina regenerativa que poderá ter o impacto mais profundo. Uma biotinta (e a capacidade de criar tecidos e órgãos adaptados aos pacientes) tem o potencial de transformar o tratamento de doenças e a cirurgia. Um dos principais desafios é criar tecidos que não só pareçam naturais, mas que também funcionem como eles.
O contexto do desafio
Gerar tecido muscular semelhante ao “original” não é uma tarefa simples. O tecido é composto por muitos tipos de células diferentes, e o ambiente que envolve os músculos é regulado por complexas vias bioquímicas e biomecânicas. Estes incluem citocinas inflamatórias e fatores de crescimento que mantêm a estabilidade interna e apoiam a reparação tecidual.
A abordagem tradicional e seus limites
Atualmente, reparar músculos danificados ou perdidos devido a trauma, doença ou cirurgia envolve a transferência de músculo saudável para o local afetado, uma técnica chamada transferência autóloga. Porém, esse método não só impacta negativamente a área de onde é retirado o tecido saudável, mas pode dificultar a recuperação funcional do músculo.
Uma solução inovadora: bioink
A biotinta desenvolvida pelo Instituto Terasaki de Inovação Biomédica (TIBI) poderia superar as limitações da transferência autóloga, melhorando as construções musculares esqueléticas impressas em 3D.
O desenvolvimento normal do músculo esquelético é um processo gradual. Baseia-se em mioblastos, precursores das células musculares, que se fundem para formar miotubos, que eventualmente se tornam fibras musculares. Este processo é chamado de miogênese. Portanto, na engenharia muscular, é fundamental que a funcionalidade seja mantida, garantindo que as células musculares em maturação estejam estruturalmente alinhadas e que a sua sobrevivência seja melhorada.
O ingrediente principal da bioink: IGF-1
Para simular a miogênese, os pesquisadores confiaram em um ingrediente-chave de sua biotinta: o fator de crescimento IGF-1. Este hormônio, com estrutura molecular semelhante à da insulina, é essencial para o crescimento normal dos ossos e tecidos.
A biotinta é composta por um hidrogel biocompatível à base de gelatina chamado metacriloil de gelatina (GeIMA), células de mioblastos e micropartículas de PLGA revestidas com IGF-1 projetadas para liberar lentamente o hormônio à medida que as partículas se degradam.
Resultados promissores
Os investigadores descobriram que três dias após a bioimpressão das construções musculares, os mioblastos eram viáveis, confirmando que o processo de impressão não danificou as células. Eles observaram melhor alinhamento dos mioblastos e fusão dos mioblastos para formar miotubos. Estes resultados foram particularmente evidentes em construções contendo IGF-1.
Rumo a um futuro regenerativo
Esses resultados são apenas o começo. Com mais investigação e desenvolvimento, poderemos ver uma utilização generalizada desta tecnologia em cirurgia e medicina regenerativa. Como ele apontou Ali Khadehosseini, autor correspondente do estudo, “há um grande potencial na utilização desta estratégia para a criação terapêutica de tecido muscular funcional e contrátil”.
A pesquisa foi publicada na revista Biociência Macromolecular, e eu linko aqui.
