p Os bioengenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram uma técnica de bioimpressão 3-D que funciona com materiais naturais e é fácil de usar, permitindo que pesquisadores de vários níveis de conhecimento técnico produzam modelos de tecidos de órgãos semelhantes à vida. p Como prova de conceito, a equipe da UC San Diego usou seu método para criar redes de vasos sanguíneos capazes de manter um tumor de câncer de mama vivo fora do corpo. Eles também criaram um modelo de intestino humano vascularizado. O trabalho foi publicado recentemente em Materiais Avançados de Saúde .

p O objetivo não é fazer órgãos artificiais que possam ser implantados no corpo, pesquisadores disseram, mas para fazer modelos de órgãos humanos fáceis de cultivar que possam ser estudados fora do corpo ou usados ​​para triagem de drogas farmacêuticas.

p "Queremos tornar mais fácil para os cientistas comuns - que podem não ter a especialização necessária para outras técnicas de impressão 3-D - fazer modelos 3-D de quaisquer tecidos humanos que estejam estudando, "disse o primeiro autor Michael Hu, um doutorado em bioengenharia estudante da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs. "Os modelos seriam mais avançados do que as culturas de células 2-D ou 3-D padrão, e mais relevante para humanos quando se trata de testar novos medicamentos, que atualmente é feito em modelos animais. "

p "Você não precisa de nada complicado para adotar isso em seu laboratório, "disse Prashant Mali, professor de bioengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs, autor sênior do estudo. "Nossa esperança é que vários laboratórios sejam capazes de trabalhar e fazer experiências com isso. Quanto mais ele for adotado, mais impacto poderia ter. "

p O método é simples. Para fazer uma rede viva de vasos sanguíneos, por exemplo, os pesquisadores primeiro projetam digitalmente um andaime usando o Autodesk. Usando uma impressora 3-D comercial, os pesquisadores imprimem o andaime de um material solúvel em água chamado álcool polivinílico. Eles então colocam uma camada espessa - feita de materiais naturais - sobre o andaime, deixe curar e solidificar, e, em seguida, enxágue o material de arcabouço interno para criar canais ocos de vasos sanguíneos. Próximo, eles revestem o interior dos canais com células endoteliais, que são as células que revestem o interior dos vasos sanguíneos. A última etapa é fazer o meio de cultura de células fluir pelos vasos para manter as células vivas e em crescimento.

p Os vasos são feitos de materiais naturais encontrados no corpo, como fibrinogênio, um composto encontrado em coágulos sanguíneos, e Matrigel, uma forma comercialmente disponível de matriz extracelular de mamífero real.

p Encontrar os materiais certos foi um dos maiores desafios, disse o estudante de graduação em bioengenharia Xin Yi (Linda) Lei, um co-autor do estudo. "Queríamos usar materiais naturais em vez de sintéticos, para que pudéssemos fazer algo o mais próximo possível do que está no corpo. Eles também precisavam trabalhar com nosso método de impressão 3-D. "

p "Podemos usar esses materiais cotidianos de origem biológica para fazer ex vivo tecidos que são vascularizados, "disse Mali." E esse é um aspecto importante se quisermos fazer tecidos que possam ser sustentados por longos períodos de tempo fora do corpo. "

p Permanecendo vivo

p Em um conjunto de experimentos, os pesquisadores usaram os vasos sanguíneos impressos para manter os tecidos do tumor do câncer de mama vivos fora do corpo. Eles extraíram pedaços de tumores de camundongos e, em seguida, incorporaram alguns dos pedaços nas redes impressas de vasos sanguíneos. Outras peças foram mantidas em uma cultura de células 3-D padrão. Depois de três semanas, os tecidos tumorais encapsulados nas impressões dos vasos sanguíneos permaneceram vivos. Enquanto isso, aqueles na cultura de células 3-D padrão morreram em sua maioria.

p "Nossa esperança é que possamos aplicar nosso sistema para fazer modelos de tumor que possam ser usados ​​para testar drogas anticâncer fora do corpo, "disse Hu, que está particularmente interessado em estudar modelos de tumor de câncer de mama. "O câncer de mama é um dos cânceres mais comuns - tem uma das maiores partes da pesquisa dedicada a ele e um dos maiores painéis de produtos farmacêuticos sendo desenvolvidos para ele. Portanto, qualquer modelo que possamos fazer seria útil para mais pessoas."

p Em outro conjunto de experimentos, os pesquisadores criaram um modelo de intestino vascularizado. A estrutura consistia em dois canais. Um era um tubo reto revestido com células epiteliais intestinais para imitar o intestino. O outro era um canal de vaso sanguíneo (revestido com células endoteliais) que espiralava ao redor do canal intestinal. O objetivo era recriar um intestino rodeado por uma rede de vasos sanguíneos. Cada canal foi então alimentado com mídia otimizada para suas células. Dentro de duas semanas, os canais começaram a assumir morfologias mais realistas. Por exemplo, o canal intestinal começou a brotar vilosidades, que são as pequenas projeções em forma de dedo que revestem o interior da parede intestinal.

p “Com este tipo de estratégia, podemos começar a tornar complexos, sistemas de longa vida em um ex vivo configuração. No futuro, isso talvez pudesse suplantar o uso de animais para fazer esses sistemas, que é o que está sendo feito agora, "disse Mali.

p "Esta foi uma prova de conceito mostrando que podemos cultivar diferentes tipos de células juntos, o que é importante se quisermos modelar interações de múltiplos órgãos no corpo. Em uma única impressão, podemos criar dois ambientes locais distintos, cada um mantendo um tipo diferente de célula viva, e colocados próximos o suficiente para que possam interagir, "disse Hu.

p Seguindo em frente, a equipe está trabalhando para ampliar e refinar essa técnica. O trabalho futuro se concentrará na otimização dos vasos sanguíneos impressos e no desenvolvimento de modelos de tumor vascularizados que imitam mais os do corpo.