Todo ano, milhares de pessoas são diagnosticadas com doenças cardíacas. Embora muitas delas possam ser tratadas com medicações, exercícios e mudanças no estilo de vida, o transplante de coração é o único tratamento disponível para pacientes com doenças mais graves, como a insuficiência cardíaca terminal. Infelizmente, a quantidade de doadores de órgãos disponível não atende a demanda, de forma que muitos pacientes não conseguem sobreviver à doença. Desenvolver novas abordagens para regenerar um coração doente é, portanto, uma necessidade urgente no mundo contemporâneo.

Em um grande avanço médico, pesquisadores da Universidade de Tel-Aviv “imprimiram” o primeiro coração vascularizado 3D do mundo usando células e materiais biológicos de um paciente. Até então os cientistas da medicina regenerativa conseguiram imprimir em 3D apenas tecidos simples sem vasos sanguíneos. Essa é a primeira vez em que foi possível projetar e imprimir um coração inteiro repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos e câmaras usando o corpo humano.

O resultado é uma versão miniaturizada do órgão vital. Apesar de ser pequeno demais para poder ser transplantado para o corpo humano, o coração é funcional, e assinala quais direções devem ser tomadas para desenvolver um órgão adequado para transplante. Além disso, esses resultados demonstram um potencial para o futuro, com o desenvolvimento da engenharia de reposição de tecidos e órgãos personalizados.

A pesquisa foi conduzida em conjunto pelo prof. Dvir, o Dr. Assaf Shapira da Faculdade de Ciências da Vida da TAU e Nadav Moor, um estudante de doutorado no laboratório do prof. Dvir. Para a pesquisa, uma biópsia de tecido adiposo foi retirada dos pacientes. Os materiais celulares e celulares do tecido foram então separados. Enquanto as células foram reprogramadas para se tornar células-tronco pluripotentes, a matriz extracelular (uma rede tridimensional de macromoléculas extracelulares, como colágeno e glicoproteínas) foi processada em um hidrogel personalizado que serviu como “tinta” de impressão.

Após serem misturadas com o hidrogel, as células foram diferenciadas entre células cardíacas ou endoteliais para criar emplastros cardíacos imunocompatíveis específicos do paciente com vasos sanguíneos e, portanto, um coração inteiro.

Segundo o prof. Dvir, o uso de materiais específicos para pacientes “nativos” é crucial para o sucesso da engenharia de tecidos e órgãos.

A biocompatibilidade dos materiais de engenharia é crucial para eliminar o risco de rejeição do implante, o que compromete o sucesso de tais tratamentos. Idealmente, o biomaterial deve possuir as mesmas propriedades bioquímicas, mecânicas e topográficas dos próprios tecidos do paciente. Aqui, podemos relatar uma abordagem simples para tecidos cardíacos grossos, vascularizados e perfuráveis ​​impressos em 3D que combinam completamente com os tecidos imunológicos, celulares, bioquímicos e propriedades anatômicas do paciente.

Prof. Dvir

Os pesquisadores agora planejam cultivar os corações impressos no laboratório e “ensiná-los a se comportar” como corações, diz o professor Dvir. Eles então planejam transplantar o coração impresso em 3D em cobaias animais, a fim de testar sua funcionalidade.