Blocos celulares criam tecidos artificiais por montagem

Modelagem mostrando a migração das células mesenquimais, encapsuladas nos cilindros, em resposta a sinais liberados pelas células endoteliais, cultivadas nos retângulos - o objetivo final é criar um tecido vivo totalmente funcional. [Imagem: George Eng/Columbia Engineering]

Órgãos artificiais

Apesar dos avanços nas técnicas de cultivo celular, fazer com que as células se juntem para formar tecidos artificiais é um desafio ainda a ser vencido.

A forma tradicional de encarar esse desafio tem sido inserir as células em matrizes de sustentação - os chamados andaimes de suporte -, com resultados variados, mas ainda não definitivos.

O estudante George Eng, da Universidade de Colúmbia, nos Estados Unidos, acaba de surpreender os pesquisadores da área, saindo totalmente desse paradigma tradicional dos andaimes.

Ele criou uma técnica de montagem de "microambientes celulares" que permite a criação de tecidos de forma muito parecida com que uma criança monta seu brinquedo usando blocos plásticos.

Eng construiu blocos nos mais diversos formatos, permitindo imitar a enorme complexidade do desenvolvimento dos tecidos biológicos.

"O que é realmente importante sobre esta técnica é que esses formatos são minúsculos, apenas uma fração de milímetro, e que seu arranjo é feito de forma precisa usando hidrogéis, que são compatíveis com as células," disse Gordana Vunjak-Novakovic, coordenadora do estudo.

Guiando as células

As células dos tecido no corpo humano formam arquiteturas específicas que são críticas para a função de cada tecido.

As células cardíacas, por exemplo, estão alinhadas para criar a força máxima atuando em uma direção. Células sem uma organização espacial específica podem nunca tornar-se totalmente funcionais.

Para formar tecidos artificiais, portanto, é preciso ajudar as células cultivadas in vitro a se lembrarem de suas posições.

Eng usou tecnologias de fabricação de chips para criar blocos micrométricos contendo células vivas e moléculas bioativas.

Cada bloco pode ser fabricado com o formato e a composição celular desejadas, sendo depois montados para formar o tecido completo.

A técnica de montagem é simples: uma mistura de vários tipos de formas é pipetada em um molde com um arranjo específico de depressões correspondentes a cada formato, e depois colocada em um agitador de laboratório por alguns minutos.

"Como cada bloco é ancorado independentemente dos outros, grandes tecidos podem ser organizados simultaneamente, em vez de fazer uma montagem sequencial, tipo tijolo por tijolo. Com este método, nós podemos projetar e criar tecidos melhores com vistas à substituição de órgãos," disse Eng.

O próximo passo da pesquisa é desenvolver circuitos vasculares funcionais entre os diversos blocos, de forma a prover alimento para todas as células no interior dos tecidos artificiais.

Inovação Tecnológica