Bioengenheiros da Universidade da Califórnia, Riverside, desenvolveram o primeiro tecido funcional semelhante ao tecido cerebral, mas completamente desprovido de materiais biológicos. A nova plataforma, chamada BIPORES, é baseada em um polímero sintético e foi projetada para recriar com precisão a estrutura complexa da matriz extracelular — o ambiente que sustenta o crescimento, o desenvolvimento e a conexão das células nervosas.
Fonte da imagem: Instituto Nacional do Câncer/Unsplash
O material é baseado no polímero quimicamente neutro polietilenoglicol (PEG), que repele as células como uma superfície de Teflon. Proteínas como laminina ou fibrina são normalmente necessárias para a adesão das células a essas superfícies, mas, neste caso, os cientistas as eliminaram, de acordo com o New Atlas. Para resolver esse problema, eles utilizaram uma tecnologia com estrutura complexa, incorporando materiais macios na forma de biogéis (bijels) com uma superfície interna em forma de sela. A estrutura é estabilizada por nanopartículas de sílica.
Utilizando um sistema microfluídico e uma bioimpressora, a equipe formou estruturas tridimensionais com poros interconectados e em camadas, que garantem a livre circulação de nutrientes e resíduos e permitem o crescimento celular em profundidade. Testes com células-tronco neurais (CTNs) demonstraram sua adesão segura, crescimento e formação de conexões neurais funcionais.
Como observou o autor principal, Príncipe David Okoro, a estabilidade da estrutura projetada permite estudos de longo prazo, o que é particularmente importante porque as células cerebrais maduras refletem com mais precisão as funções do tecido real ao estudar doenças ou lesões. Para criar a estrutura, um líquido especial composto de PEG, etanol e água foi passado por tubos de vidro microscópicos. Ao entrar em contato com o fluxo de água, os componentes começaram a se separar, e um breve flash de luz capturou essa estrutura, criando um material esponjoso com inúmeros poros.
A Professora Associada de Bioengenharia, Iman Noshadi, também…O material fornece às células tudo o que elas precisam para crescer, se organizar e se comunicar em aglomerados, dando aos pesquisadores um controle sem precedentes sobre o comportamento celular. A estrutura tem atualmente dois milímetros de diâmetro, mas a equipe já está ampliando seu tamanho e publicou um artigo sobre o uso de uma abordagem semelhante para modelar tecido hepático.
O objetivo final dos cientistas é criar uma rede de mini-órgãos em escala laboratorial capazes de interagir entre si, de forma semelhante aos sistemas do corpo humano. Como explicou Noshadi, tal sistema permitirá monitorar como o mesmo medicamento afeta diferentes tecidos e como uma patologia em um órgão pode afetar outros. De uma perspectiva biomimética, o método proposto reproduz com mais precisão a arquitetura do tecido cerebral real, tornando-se uma ferramenta valiosa para o estudo de doenças neurológicas, teste de medicamentos e desenvolvimento de terapias para restaurar tecido nervoso danificado.