Uma tinta 3D feita de células vivas para criar estruturas vivas

Fig. 1:Esquema da estratégia de design, produção e aplicações funcionais da tinta microbiana. a E. coli foi geneticamente modificada para produzir tinta microbiana pela fusão dos domínios proteicos α (botão) e γ (buraco), derivados da fibrina, com o principal componente estrutural das nanofibras curli, CsgA. Após a secreção, os monômeros CsgA-α e CsgA-γ se automontam em nanofibras reticuladas pela interação de ligação botão-buraco. b Os domínios knob e hole são derivados da fibrina, onde desempenham um papel fundamental na polimerização supramolecular durante a formação do coágulo sanguíneo. c O protocolo para produzir tinta microbiana a partir de nanofibras de proteínas projetadas envolve cultura bacteriana padrão, etapas de processamento limitadas e nenhuma adição de polímeros exógenos. A tinta microbiana foi impressa em 3D para obter materiais vivos funcionais. Crédito:DOI:10.1038/s41467-021-26791-x

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Harvard e do Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, desenvolveu um tipo de tinta viva que pode ser usada para imprimir materiais vivos. Em seu artigo publicado na revista Nature Communications , o grupo descreve como fizeram sua tinta e os possíveis usos para ela.
Por vários anos, engenheiros microbianos têm trabalhado para desenvolver meios para criar materiais vivos para uso em uma ampla variedade de aplicações, como dispositivos médicos. Mas fazer com que esses materiais se adaptem às estruturas 3D desejadas provou ser uma tarefa assustadora. Nesse novo esforço, os pesquisadores adotaram uma nova abordagem para lidar com o problema – a engenharia de Escherichia coli para produzir um produto que pode ser usado como base para uma tinta para uso em uma impressora 3D.

O trabalho começou com a bioengenharia das bactérias para produzir nanofibras vivas. Os pesquisadores então agruparam as fibras e adicionaram outros ingredientes para produzir um tipo de tinta viva que poderia ser usada em uma impressora 3D convencional. Uma vez que encontraram o conceito viável, a equipe bioengenharia outros micróbios para produzir outros tipos de fibras ou materiais vivos e os adicionou à tinta. Eles então usaram a tinta para imprimir objetos 3D que tinham componentes vivos. Um deles era um material que secretava azurina – uma droga anticancerígena – quando estimulada por certos produtos químicos. Outro foi um material que sequestrou o Bisfenol A (uma toxina que chegou ao meio ambiente) sem a ajuda de outros produtos químicos ou dispositivos.

Os pesquisadores acreditam que seu conceito sugere que a produção dessas tintas pode ser uma proposta de autocriação. A engenharia poderia ser adicionada aos micróbios para forçá-los a produzir cópias de carbono de si mesmos – a tinta poderia literalmente ser cultivada em uma jarra. Eles também afirmam que parece possível que a técnica possa ser usada para imprimir materiais de construção renováveis que não apenas cresceriam, mas também poderiam se autocurar – uma abordagem possível para construir casas autossustentáveis aqui na Terra, na Lua ou em Marte. + Explorar mais