Usando uma impressora 3D, cientistas produziram uma matriz proteica semelhante a encontrada no organismo na qual foram incorporadas células-tronco que ajudaram na recuperação de camundongos com infarto.

Todos os anos, milhões de pessoas ao redor do globo sofrem um infarto do miocárdio, condição que é considerada uma das principais causas de morte dentre as doenças cardíacas. O infarto decorre de uma interrupção do fluxo sanguíneo em uma determinada área do músculo cardíaco, o que leva à morte do tecido desta região. Dependendo da extensão da região afetada, o infarto pode ser fulminante, levando o paciente a óbito imediatamente, ou pode comprometer o correto funcionamento do coração, podendo gerar arritmias graves (ou seja, o coração deixa de apresentar um correto e sincronizado ritmo de batimento). Assim, uma recomposição desse tecido poderia ajudar os pacientes nesse último caso, trazendo melhoras para sua saúde e qualidade de vida.

De fato, diversos grupos de pesquisa têm investigado a validade da aplicação de células-tronco no tecido cardíaco para recuperar as áreas de tecido necrosado após um infarto, com resultados bastante promissores. E mais um desses estudos foi publicado recentemente, trazendo uma novidade que promete melhorar a eficiência do enxerto de células-tronco. Os grupos do Dr. Zhang da Universidade do Alabama em Birmingham e da Dra. Brenda Ogle da Universidade de Minnesota em parceria desenvolveram com a ajuda de uma impressora 3D uma estrutura feita com polímeros proteicos que mimetiza a estrutura da matriz extracelular que compõe o tecido cardíaco, e assim pode ser usada como um arcabouço para dispor as células cardíacas derivadas de células-tronco.

O diferencial do trabalho do grupo é que eles usaram uma impressora 3D capaz de recapitular uma estrutura dada como molde para a impressora com uma resolução de 1μm, enquanto outras impressoras comumente utilizadas têm apenas uma resolução de aproximadamente 30μm. Isso significa que a técnica empregada neste caso foi capaz de reproduzir com maior fidelidade a estrutura complexa da matriz extracelular que realmente existe no organismo. Como molde para a impressora, os pesquisadores utilizaram um fragmento do coração de um camundongo, que foi escaneado para que se pudesse identificar a intricada rede de filamentos da matriz extracelular.

Em seguida, células cardíacas (cardiomiócitos), células musculares e células endoteliais (células que fazem parte das paredes dos vasos sanguíneos), as quais foram obtidas a partir de células-tronco pluripotentes induzidas humanas, foram incorporadas a essa estrutura produzida pela impressora 3D. Apenas um dia depois de semear as células nesta estrutura, os cardiomiócitos já começaram a apresentar batimento sincronizado.

O enxerto assim produzido foi então implantado em camundongos em que o infarto do miocárdio havia sido induzido cirurgicamente. As análises do grupo revelaram que 10% das células humanas implantadas permaneciam no coração do animal mesmo após 4 semanas do implante. Embora pareça uma fração pequena, esta quantidade é bastante significativa, principalmente se comparada com estudos que apenas injetam células, sem uma estrutura de suporte. Além disso, a função cardíaca dos animais foi avaliada após estas 4 semanas por meio de ecocardiograma, e o grupo pode observar uma significativa melhora da mesma nos animais tratados com enxerto, bem como uma melhora na vascularização do tecido ao redor da região enfartada.

Os cientistas agora pretendem trabalhar no sentido de desenvolver pedaços de enxertos maiores para que possam ser usados no reparo de corações humanos. Esse seria um importante passo para o tratamento de pacientes que sofreram infarto e poderia gerar significativa economia para o sistema de saúde já que o tratamento destes pacientes no longo prazo envolve elevados custos devido ao uso de medicações e internações

Um vídeo dos cariomiócitos batendo no enxerto produzido pode ser visto em:

https://twin-cities.umn.edu/news-events/3d-printed-patch-can-help-mend-broken-heart

Referência: Gao et al., Myocardial Tissue Engineering With Cells Derived From Human-Induced

Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution, 3-Dimensionally Printed Scaffold. Circulation

Research, 2017;120:1318-1325.

http://circres.ahajournals.org/content/120/8/1318