Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, imprimiram com sucesso o primeiro coração 3D do mundo usando as próprias células do paciente e materiais biológicos para “combinar completamente as propriedades imunológicas, celulares, bioquímicas e anatômicas do paciente”.
Até agora, os pesquisadores só tinham conseguido imprimir em 3D tecidos simples sem vasos sangüíneos.
“Este coração é feito de células humanas e materiais biológicos específicos do paciente. Em nosso processo, esses materiais servem como tinta biológica, substâncias feitas de açúcares e proteínas que podem ser usadas para impressão 3D de modelos complexos de tecidos”, disse o pesquisador Tal Dvir. uma afirmação. “Cientistas conseguiram imprimir em 3D a estrutura de um coração no passado, mas não com células ou vasos sangüíneos. Nossos resultados demonstram o potencial de nossa abordagem para a engenharia de reposição de tecido e órgãos personalizados no futuro”.
F, G) Um coração impresso dentro de um suporte. H) Após a extração, os ventrículos esquerdo e direito foram injetados com corantes vermelho e azul, respectivamente, para demonstrar câmaras ocas e o septo entre eles
Descrevendo seu trabalho na Advanced Science, a equipe de pesquisa começou por fazer biópsias de tecido adiposo de estruturas abdominais conhecidas como omento tanto em humanos quanto em porcos.
Os materiais celulares do tecido foram separados daqueles que não foram reprogramados para se tornar células-tronco pluripotentes, “células mestras” com o potencial de produzir qualquer célula ou tecido no corpo. A equipe então transformou a matriz extracelular – composta de colágeno e glicoproteínas – em um hidrogel usado como tinta de impressão. As células foram misturadas com o hidrogel e depois diferenciadas em células cardíacas ou endoteliais (aquelas que revestem a superfície interior dos vasos sanguíneos e linfáticos) para criar emplastros cardíacos imuno-compatíveis específicos do paciente, completos com vasos sanguíneos e, finalmente, um coração inteiro de materiais específicos para pacientes “nativos”.
Embora promissora, a equipe é rápida em lembrar que seus corações ainda não estão prontos para o transplante humano.
“Neste estágio, nosso coração 3D é pequeno, do tamanho do coração de um coelho”, disse Dvir. “Mas corações humanos maiores requerem a mesma tecnologia.”
Para começar, criar um coração humano levaria muito mais tempo e exigiria bilhões de células – não apenas milhões. Além disso, os corações do tamanho de uma cereja não se comportam necessariamente como corações, exigindo que os pesquisadores se desenvolvam mais e os “treinem” para que sejam como corações humanos e formem uma capacidade de bombeamento. Atualmente, as células podem se contrair, mas não funcionam juntas.
Independentemente disso, o desenvolvimento é um grande passo para o avanço do transplante de órgãos. A doença cardíaca é a principal causa de morte em homens e mulheres no mundo, sendo o transplante de coração o único tratamento disponível para aqueles com insuficiência cardíaca terminal.
“A biocompatibilidade de materiais de engenharia é crucial para eliminar o risco de rejeição do implante, o que compromete o sucesso de muitos tratamentos”, disse Dvir. “Idealmente, o biomaterial deve possuir as mesmas propriedades bioquímicas, mecânicas e topográficas dos próprios tecidos do paciente. Aqui, podemos relatar uma abordagem simples para tecidos cardíacos grossos, vascularizados e perfuráveis impressos em 3D que combinam completamente com os tecidos imunológicos, celulares, bioquímicos e propriedades anatômicas do paciente”.
Depois de “treinar” os corações para bombear eficientemente, a equipe espera transplantá-los em animais para testes adicionais.