Imagem da bioimpressora de gotículas 3-D, desenvolvido pelo Bayley Research Group em Oxford, produzindo lenços de tamanho mm Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
Cientistas da Universidade de Oxford desenvolveram um novo método para imprimir em 3D células cultivadas em laboratório para formar estruturas vivas.
A abordagem pode revolucionar a medicina regenerativa, permitindo a produção de tecidos complexos e cartilagem que potencialmente sustentariam, reparar ou aumentar áreas doentes e danificadas do corpo.
Em pesquisa publicada na revista Relatórios Científicos , uma equipe interdisciplinar do Departamento de Química e do Departamento de Fisiologia, Anatomia e Genética em Oxford e o Centro de Medicina Molecular em Bristol, demonstraram como uma variedade de células humanas e animais podem ser impressas em construções de tecido de alta resolução.
O interesse na impressão 3D de tecidos vivos cresceu nos últimos anos, mas, desenvolver uma maneira eficaz de usar a tecnologia tem sido difícil, particularmente porque controlar com precisão a posição das células em 3D é difícil de fazer. Eles freqüentemente se movem dentro de estruturas impressas e a estrutura macia impressa para apoiar as células pode se desmoronar. Como resultado, continua sendo um desafio imprimir tecidos vivos de alta resolução.
Mas, liderado pelo professor Hagan Bayley, Professor de Biologia Química no Departamento de Química de Oxford, a equipe desenvolveu uma maneira de produzir tecidos em células autocontidas que sustentam as estruturas para manter sua forma.
Uma micrografia confocal de um tecido artificial contendo 2 populações de células renais embrionárias humanas (HEK-293T) impressa na forma de uma estrutura arborizada dentro de um cubo. Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
As células estavam contidas em gotículas de nanolitro protetoras envoltas em um revestimento lipídico que poderia ser montado, camada por camada, em estruturas vivas. A produção de tecidos impressos desta forma melhora a taxa de sobrevivência das células individuais, e permitiu que a equipe aprimorasse as técnicas atuais, construindo cada gota de tecido de cada vez para uma resolução mais favorável.
Ser útil, os tecidos artificiais precisam ser capazes de imitar os comportamentos e funções do corpo humano. O método permite a fabricação de construções celulares padronizadas, que, uma vez totalmente crescido, imitar ou potencializar tecidos naturais.
Dr. Alexander Graham, autor principal e Cientista de Bioprinting 3D na OxSyBio (Oxford Synthetic Biology), disse:"Nosso objetivo era fabricar tecidos vivos tridimensionais que pudessem exibir os comportamentos básicos e a fisiologia encontrados nos organismos naturais. Até o momento, existem exemplos limitados de tecidos impressos, que possuem a complexa arquitetura celular dos tecidos nativos. Portanto, nos concentramos em projetar uma plataforma de impressão de células de alta resolução, de componentes relativamente baratos, que poderia ser usado para produzir tecidos artificiais de forma reprodutível com complexidade apropriada a partir de uma gama de células, incluindo células-tronco ".
Os pesquisadores esperam que, com mais desenvolvimento, os materiais podem ter um grande impacto na saúde em todo o mundo. As aplicações potenciais incluem a modelagem de modelos de tecido humano reproduzíveis que podem eliminar a necessidade de testes clínicos em animais.
A equipe concluiu sua pesquisa no ano passado, e desde então tomaram medidas para comercializar a técnica e torná-la mais amplamente disponível. Em janeiro de 2016, A OxSyBio saiu oficialmente do Bayley Lab. A empresa tem como objetivo comercializar a técnica para fins industriais e biomédicos.
Uma imagem da bioimpressora de gotículas 3-D, desenvolvido pelo Bayley Research Group em Oxford, produzindo lenços de tamanho mm. Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
Nos próximos meses, eles trabalharão para desenvolver novas técnicas de impressão complementares, que permitem o uso de uma gama mais ampla de materiais vivos e híbridos, para produzir tecidos em escala industrial.
Dr. Sam Olof, Diretor de Tecnologia da OxSyBio, disse:"Existem muitas aplicações potenciais para a bioimpressão e acreditamos que será possível criar tratamentos personalizados usando células provenientes de pacientes para imitar ou melhorar a função natural do tecido. No futuro, Tecidos bioimpressos em 3D também podem ser usados para aplicações de diagnóstico - por exemplo, para triagem de drogas ou toxinas.
"Estamos entusiasmados por ter um relacionamento contínuo com a Oxford University e o Bayley Group, tanto na forma de licenciamento desta nova tecnologia quanto na continuação do patrocínio de pesquisas primárias nesta área. "
Dr. Adam Perriman, da Escola de Medicina Celular e Molecular da Universidade de Bristol, acrescentou:"A abordagem de bioimpressão desenvolvida com a Universidade de Oxford é muito empolgante, como as construções celulares podem ser impressas com eficiência em resolução extremamente alta com muito pouco desperdício. A capacidade de imprimir 3D com células-tronco adultas e ainda diferenciá-las foi notável, e realmente mostra o potencial desta nova metodologia para impactar a medicina regenerativa globalmente. "
