A
Mayo Clinic desenvolveu o seu primeiro protótipo de pele bioimpressa humana para
modelar doenças inflamatórias de pele. A bioimpressão 3D é uma tecnologia que
mistura biotintas com células vivas para imprimir estruturas naturais e
semelhantes aos tecidos em três dimensões. Essa nova tecnologia fornece um
modelo de pele semelhante ao humano para o estudo de problemas inflamatórios,
como a dermatite
atópica, mais comumente conhecida como eczema, um problema crônico de
inflamação de pele que causa ressecamento, inflamação e coceira. O procedimento
de bioimpressão 3D da pele, as aplicações e seus limites estão descritos em um
artigo da revista Regenerative
Biomaterials.
“A
bioimpressão 3D é um campo crescente na engenharia de tecido e medicina
regenerativa que tem o potencial de transformar a prática clínica e
laboratorial. “Neste artigo, discutimos o processo de bioimpressão 3D da pele,
inclusive a seleção celular, a seleção de suporte, além das vantagens e
desvantagens de certas biotintas de pele”, explica aDra.
Saranya Wyles, Ph.D., dermatologista e autora sênior do artigo. “Esse
modelo 3D recria mais precisamente a doença, cria enxertos cirúrgicos e fornece
a capacidade para testar novas terapias.”
Uma doença que causa ressecamento e coceira com poucas
opções de tratamento
Eczema
é um problema doloroso que causa ressecamento e coceira na pele. Esse problema
pode desencadear a resposta imunológica e pode causar a inflamação da pele. O
eczema pode ser uma reduzir a capacidade da pele de reter a umidade necessária
para protegê-la contra infecções bacterianas, virais ou fúngicas. As pessoas
com essa doença estão geralmente sob o risco de desenvolver problemas, como
asma e alergias alimentares. Os poucos tratamentos que existem podem amenizar
os sintomas, mas não promovem a cura.
A
pesquisa para aumentar o entendimento sobre o eczema
e o avanço de novas terapias para esse problema está limitada pela falta de
modelos pré-clínicos que simulam precisamente a doença humana.
“É
aqui que entra em cena a bioimpressão 3D como novas opções. Ela pode criar uma
pele equivalentes à humana, mais verdadeira e representativa em relação à
doença, diferentemente dos modelos animais com os quais trabalhamos no
passado”, explica a Dra. Wyles. “As doenças inflamatórias de pele e as doenças
raras podem ser modeladas (com a bioimpressão) para o melhor entendimento sobre
a patologia subjacente, os testes com medicamentos e como isso pode afetar o
paciente.”
A
equipe da Dra. Wyles, incluindo o colaborador Alexander
Revzin, Ph.D., esperam replicar os problemas inflamatórios da pele com o
uso de células de pessoas com eczema para fazer a biompressão 3D da pele. A
equipe de pesquisa testará terapias regenerativas tópicas e injetáveis, como a
tecnologia de exossomos em pele bioimpressa, com a expectativa de identificar
novas terapias. Os exossomos são substâncias livres de células que funcionam
como um serviço de entrega que transporta a carga de uma célula para outra, com
instruções para se direcionarem aos tecidos exatos que precisam de reparo.
A
pesquisa da Dra. Wyles recebe apoio doCentro
de Bioterapias Regenerativas da Mayo Clinic e financiamento da Skoll
Foundation. Esse trabalho promove o avanço do centro para a entrega de novas
terapias celulares para problemas complexos com poucas opções de tratamento.
A bioimpressão de um órgão complexo
A
pele é o maior órgão do corpo, e ela se regenera mensalmente. O modelo de
bioimpressão 3D procura replicar a complexidade das camadas da pele, mas ainda
não incorpora as glândulas sudoríparas, vasos sanguíneos, folículos da pele e
nervos encontrados no tecido humano original.
“A
bioimpressora 3D usa células humanas como as tintas, chamadas biotintas, que
agem como se fossem a tinta de uma impressora a jato de tinta. Podemos imprimir
a pele a partir das células de pacientes com dermatite atópica ou eczema”,
explica a Dra. Wyles. “Nosso sistema nos permite usar até seis diferentes tipos
de células para modelar e recriar o tecido da pele humana”.
A
equipe de pesquisa usa diversos tipos de células, como os melanócitos que
formam o pigmento da pele, os queratinócitos que viabilizam a renovação celular
e os fibroblastos que formam o tecido conjuntivo. Essas células são impressas
em camadas que estratificam e maturam em camadas completas da pele.
“O
processo de impressão é semelhante ao processo de criação de um bolo em
camadas, mas com diferentes tipos de células”, explica a Dra. Wyles. “O
processo começa pela base (a derme), depois a próxima camada é adicionada (a
epiderme) e o material de suporte atua como um glacê para conectar as camadas.
A pele impressa é colocada em uma incubadora na qual as células podem se
comunicar entre si para expandir e formar a pele bioimpressa”.
A
pesquisa usando pele bioimpressa 3D vai além das doenças inflamatórias. A Dra.
Wyles usa os protótipos de modelos 3D para entender melhor, em nível molecular,
o papel das células senescentes em problemas de pele relacionados com o tempo.
Também conhecidas como células zumbi, as células senescentes não mais se
dividem nem se multiplicam, portanto elas não são capazes de curar e reparar o
tecido. O objetivo da Dra. Wyles é desenvolver melhor as novas terapias para
tratar o envelhecimento da pele.
É
necessário haver mais pesquisas para bioimprimir uma réplica exata da pele
humana com dermatite atópica. Estudos futuros explorarão a bioimpressão 3D em
relação à espessura total da pele com uma ênfase voltada para a obtenção das
características completas da pele específica de um paciente.
Este
artigo apareceu pela primeira vez no blog
do Centro de Bioterapias Regenerativas da Mayo Clinic.
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