Impressão 3D com células estaminais permite criar prótese para corrigir defeito ósseo numa vértebra
A impressão 3D tem ganho a atenção da comunidade científica como uma tecnologia capaz de rapidamente recriar uma estrutura a partir de um modelo feito em computador. No campo da medicina, a engenharia de tecidos tem investigado o uso da bioimpressão 3D na criação de tecidos e órgãos para transplante, bem como de biopróteses (próteses não metálicas, feitas de material biológico) para corrigir defeitos nos ossos ou na cartilagem. A bioimpressão 3D consiste na deposição, camada por camada, de uma biotinta, geralmente composta por células, materiais biocompatíveis com função de suporte, e moléculas bioativas, que vão atuar sobre as células de forma a gerar o resultado pretendido. As células estaminais mesenquimais são das células preferidas para bioimpressão, pela sua capacidade de se dividirem indefinidamente e de se diferenciarem em vários tipos de tecidos. Dependendo do objetivo, podem usar-se diferentes combinações de moléculas bioativas para induzir estas células estaminais a diferenciarem-se, por exemplo, em células do osso ou da cartilagem.
CÉLULAS ESTAMINAIS DO CORDÃO UMBILICAL USADAS EM BIOIMPRESSORA 3D CRIAM PRÓTESE MODELADA A PARTIR DE DEFEITO ÓSSEO DE DOENTE
Um estudo, recentemente publicado na revista Journal of 3D Printing in Medicine, descreve um método que permitiu criar, numa bioimpressora 3D, uma bioprótese modelada a partir de uma vértebra de um doente, para correção de um defeito ósseo. A bioimpressão 3D foi realizada colocando a biotinta numa seringa robótica, que a distribuiu de acordo com o modelo previamente criado em computador. As células estaminais mesenquimais usadas foram obtidas a partir de tecido do cordão umbilical, e um hidrogel composto por alginato e gelatina foi usado como matriz de suporte das células. Um meio de indução, com moléculas bioativas, foi adicionado para induzir a diferenciação das células estaminais mesenquimais em células ósseas. Obteve-se uma estrutura com as dimensões 14.2 x 7.1 x 1.45 mm, e um padrão “em rede”, conferindo-lhe alguma porosidade, para melhor integração no local de implantação e mais rápida regeneração do defeito ósseo.
Com vista à otimização do processo, os investigadores quiseram testar se seria mais eficaz adicionar o meio de indução durante ou após a impressão, e se obteriam melhores resultados adicionando células endoteliais às células estaminais do cordão umbilical presentes na biotinta. Os vários testes realizados revelaram que os investigadores foram bem-sucedidos na impressão da bioprótese que, após 3 semanas em cultura, apresentou uma distribuição regular de células vivas e com boa atividade metabólica por toda a estrutura. Os melhores resultados obtiveram-se quando se combinaram células estaminais do cordão umbilical com células endoteliais e quando o meio de indução foi adicionado durante a impressão.
Embora a bioimpressão 3D com células estaminais esteja a ser amplamente estudada, é necessário continuar a investigação nesta área, para que a translação desta tecnologia para a prática clínica seja possível. O estudo agora publicado vem sublinhar o papel das células estaminais do cordão umbilical no campo da engenharia de tecidos, e os autores referem que, para este tipo de aplicação, o ideal seria utilizar células estaminais do próprio, minimizando assim o risco de rejeição da bioprótese após implantação no local da lesão.
Referência:
Eswaramoorthy SD, et al. 3D bioprinting of mesenchymal stem cells and endothelial cells in an alginate-gelatin-based bioink. J 3D Print Med.2021. 5(1):23–36.
