Tecnologia disponível para licenciamento promove avanço em pesquisas biomédicas
Reproduzir fora do corpo humano as célulastronco hematopoiéticas, responsáveis pela formação do sangue, é um dos grandes desafios da medicina regenerativa. Elas são responsáveis por gerar células sanguíneas, como glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas, e por reconstruir a medula óssea quando esta é danificada. Dominar essa produção significaria algo como criar uma “fábrica de sangue”, o que traria avanços para terapias e para a pesquisa biomédica. No entanto, quando cultivadas em laboratório, as células-tronco hematopoiéticas perdem rapidamente a capacidade de se multiplicar e de formar uma nova medula óssea, o que ainda limita sua aplicação em transplantes e estudos clínicos.
Para avançar no desenvolvimento dessa técnica, pesquisadores do Centro Multidisciplinar para Investigação Biológica (Cemib) da Unicamp utilizaram modelos biológicos a partir de animais de laboratório e identificaram uma combinação celular capaz de prolongar as características originais das células-tronco em ambiente controlado. Em uma etapa posterior, eles desenvolveram um dispositivo tridimensional que reproduz, com grau de fidelidade inédito, o microambiente da medula óssea. A patente dessa tecnologia foi depositada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi) com suporte e estratégia da Agência de Inovação Inova Unicamp.
Fábrica de células
A investigação teve início há cerca de oito anos. Na ocasião, os pesquisadores começaram a estudar o cultivo de diferentes tipos de células junto a células-tronco hematopoiéticas, uma etapa prévia essencial para atingir o objetivo desejado. “Nessa fase inicial, a ideia era entender como recriar em laboratório a comunicação entre as células presentes na medula óssea”, afirma Marcus Corat, pesquisador do Laboratório de Modelos Biológicos do Cemib. “Essa interação celular controla o ritmo de produção das células do sangue, alternando entre momentos de proliferação e repouso da produção, conforme as necessidades do organismo”, detalha o especialista.
Durante esses experimentos de interação celular, os cientistas descobriram uma combinação que manteve por mais tempo as características originais das células-tronco. “Mesmo depois de 15 ou 20 dias de cultivo, ainda tínhamos um número alto de células progenitoras, o que é raro”, acrescenta Corat.
A partir da descoberta inicial, o grupo partiu para o desafio seguinte: desenvolver um dispositivo tridimensional que pudesse recriar o ambiente da medula óssea, que é um tecido mole e complexo. Essa etapa exigiu a integração entre biologia celular e impressão 3D, unindo técnicas de engenharia e biotecnologia. Foi desenvolvido um pequeno dispositivo oco, feito de um polímero PLA (ácido polilático), que é biodegradável, biocompatível com o organismo e amplamente usado em impressão 3D para aplicações médicas. A estrutura, segundo os pesquisadores, funciona como uma “casca” que abriga internamente o tecido celular.
“Dessa maneira, conseguimos reproduzir no interior do dispositivo, com grande fidelidade, o microambiente que abriga as células-tronco responsáveis pela formação do sangue. Ele permite manter as células viáveis por mais tempo, sem a necessidade de suplementação de citocinas, e pode ser transferido facilmente para diferentes condições experimentais, incluindo implantes em organismo vivo, o que não se via nas técnicas conhecidas”, destaca Corat.
Além disso, o dispositivo possui canais que permitem uma comunicação sutil entre o interior e seu exterior, mantendo o equilíbrio das substâncias internas e o controle das interações celulares com o meio externo. “Esse sistema elimina a necessidade de técnicas caras, como a microfluídica, usadas para garantir trocas de nutrientes e interações entre as células”, explica a bióloga Mayara Moreira, que participou da pesquisa durante seu mestrado e doutorado em Clínica Médica na Faculdade de Ciências Médicas (FCM) da Unicamp.
Benefícios e aplicações
A nova tecnologia encontra-se em fase de aprimoramento, mas os primeiros resultados permitem vislumbrar uma série de benefícios do dispositivo 3D, tanto no campo da pesquisa biomédica quanto do desenvolvimento de terapias. Como o dispositivo se mostrou capaz de manter as células-tronco vivas e funcionais por mais tempo, isso amplia sua utilidade em testes de medicamentos e estudos sobre doenças hematológicas.
“Na prática, o sistema poderia ser usado para testar drogas diretamente sobre células humanas doentes, sem a necessidade de experimentos em animais. Por exemplo, seria possível cultivar células de pacientes com leucemia dentro do dispositivo e avaliar qual medicamento seria mais eficiente. Além disso, ele permitiria testar fármacos in vitro e verificar seus efeitos”, explica Corat.
Moreira acrescenta outra possível aplicação: o uso do dispositivo como implante terapêutico, atuando como uma “minifábrica” de células dentro do corpo. “Em doenças como a anemia falciforme, por exemplo, acredita-se que bastaria que o organismo produzisse um pouco acima de 30% de células saudáveis para que o paciente tivesse uma melhora clínica e diminuísse a necessidade de transfusões sanguíneas corriqueiras”, ressalta a pesquisadora sobre o potencial da tecnologia, que ainda está em desenvolvimento.
A patente dessa tecnologia está disponível para licenciamento por parceiros interessados em investir nas novas etapas de seu desenvolvimento. Segundo Corat, os próximos passos envolvem duas frentes: uma delas, voltada aos testes in vitro, já está pronta para aplicação em colaboração com empresas ou centros de pesquisa; a segunda, relacionada aos implantes terapêuticos, ainda depende de estudos pré-clínicos. “Para uso em transplantes, precisaríamos desenvolver mais, fazer análises e verificar o funcionamento em organismos doentes”, afirma o pesquisador.
Fonte: Secretaria Executiva de Comunicação – https://jornal.unicamp.br/
