Uma pesquisa feita na Universidade de Sorocaba (Uniso) está abrindo caminhos para o avanço da ciência na área de engenharia de tecidos destinada à regeneração de tecidos e órgãos. O autor da pesquisa, Venâncio Alves Amaral, conseguiu desenvolver e caracterizar scaffolds laminar, uma espécie de estrutura de apoio para que o organismo reconstrua com eficácia tecidos do corpo humano. No caso, o pesquisador focou seu trabalho na regeneração do tecido cartilaginoso da traqueia, um órgão do sistema respiratório que filtra o ar e o conduz aos pulmões, mas que também é encontrado em outros locais, como na orelha, na ponta do nariz e no revestimento de superfícies articulares.

“As doenças de tecidos cartilaginosos representam um importante problema de saúde mundial e vêm sendo objeto de estudos nos últimos anos. Neste contexto, a engenharia de tecidos se apresenta como um ramo científico promissor, capaz de originar protocolos para as doenças degenerativas dos tecidos cartilaginosos", explica Amaral, que apresentou a pesquisa em sua dissertação de Mestrado em Processos Tecnológicos e Ambientais da Uniso, concluído em dezembro de 2017, sob a orientação do professor doutor Marco Vinícius Chaud.

Venâncio Alves Amaral, autor da pesquisa que trata da regeneração do tecido cartilaginoso da traqueia. Foto: Paulo Ribeiro

Para desenvolver os scaffolds (que significam andaimes, numa tradução literal) e fazer os testes necessários, Amaral utilizou materiais como água ultrapura, colágeno bovino em pó (COL), cloreto de metileno, fosfato de potássio bibásico anidro, fosfato de sódio monobásico anidro, mucina de estômago de porco, polietilenoglicol 4000 (PEG4000), polietilenoglicol 400 (PEG400), poli (L-co-D,L ácido lático) (PLDLA) e sacarose grau alimentício (SAC), entre outros materiais de grau farmacêutico.

“Além das características dos materiais utilizados, o sucesso de um projeto relacionado à obtenção de scaffold depende muito do método de fabricação utilizado, juntamente ao conhecimento anatômico e fisiológico do tecido de interesse. Atualmente não há um método de produção em massa para os scaffolds biocompatíveis. Alguns métodos de fabricação existentes são demorados, caros e geralmente de baixa reprodutibilidade. No entanto, é possível utilizar a técnica da matriz de sacrifício (adição e eliminação por retirada de agentes porogênicos), um método simples que permite o uso de uma elevada gama de materiais orgânicos formadores de poros”, explica o pesquisador, que preparou os scaffolds laminar utilizando a técnica de evaporação de solvente, adicionando sacarose com agente porogênico.

Após obter os scaffolds, Amaral avaliou as formulações, estudando as estruturas de superfície, as propriedades físico-químicas e as propriedades fisiomecânicas, entre outros pontos. Amaral também fez um estudo in vitro para avaliar o perfil de desintegração e intumescimento em diferentes meios. Após essas análises, o pesquisador selecionou dois tipos de formulações e constatou que a estrutura de superfície formou os poros necessários.

“Os resultados apresentados nas propriedades fisiomecânicas, de uma forma geral, mostraram que os scaffolds com polietienoglicol 400 e colágeno são favoráveis para o uso traqueal. O perfil de desintegração apresentou inicialmente uma perda de massa para todos os scaffolds, sendo menor para as que continham colágeno. Em contrapartida, os perfis de intumescimento para estas amostras foram maiores. Conclusão: as análises dos resultados apresentados indicam que ambas as composições (PLDLA/PEG400/SAC e PLDLA/PEG400/COL) são estruturalmente adequadas para serem utilizadas na regeneração de tecido cartilaginoso", detalha.

A formação de poros interconectados, segundo ele, é importante para que as células possam migrar, se adentrar e multiplicar no scaffold e, com isso, permitir a difusão de oxigênio e nutrientes para as partes mais internas. “Portanto, para que o scaffold seja bem-sucedido, ele deve possuir propriedades mecânicas e estruturais de materiais compatíveis com o tecido a ser regenerado, fornecendo um microambiente viável para o crescimento de células cartilaginosas”, afirma.

Entenda melhor

Um dos principais desafios da medicina atual é realizar a regeneração de tecidos e órgãos, o que ainda é feito majoritariamente através de transplantes. Essa prática é altamente dependente da presença de um doador e de sua compatibilidade com o paciente.

A engenharia de tecidos surgiu para promover a cura e a regeneração das estruturas teciduais, restabelecendo as funções mecânicas e fisiológicas de forma rápida e autorreconstrutiva. Trata-se de um campo multidisciplinar, que evoluiu em paralelo com a ciência dos biomateriais e a biotecnologia.

“Por ser um campo multidisciplinar, faz-se necessário ordenar sua complexidade, que contém elementos básicos para a construção de um novo tecido biológico, como: células responsivas, biomateriais e agentes morfogênicos”, explica Amaral.

Para a área de engenharia de tecidos destinada à regeneração de tecidos e órgãos, os scaffolds são fundamentais, porque são estruturas, o andaime que fornece suporte necessário para fixação, proliferação, diferenciação e orientação celular, permitindo assim o crescimento de tecido semelhante. "São matrizes tridimensionais porosas, temporárias e degradáveis", complementa Amaral.

Texto: Marcel Stefano

Texto elaborado com base na dissertação “Desenvolvimento e caracterização de scaffolds laminar para regeneração de tecido cartilaginoso traqueal”, do Programa de Pós-Graduação em Processo Tecnológicos e Ambientais da Universidade de Sorocaba (Uniso), elaborada sob orientação do professor doutor Marco Vinícius Chaud e aprovada em 19 de dezembro de 2017. A dissertação pode ser encontrada e baixada no site http://pta.uniso.br/documentos/discentes/2017/venancio-amaral.pdf