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Confira como a medicina regenerativa está revolucionando a área médica com o uso de tecnologia e células-tronco

A medicina regenerativa é uma área emergente da medicina, que visa substituir tecidos ou órgãos que foram danificados por doença, trauma ou problemas congênitos, em comparação com a estratégia clínica atual que se concentra principalmente no tratamento dos sintomas.

As ferramentas usadas para realizar esses resultados são engenharia de tecidos, terapias celulares e dispositivos médicos e órgãos artificiais. As técnicas implantadas pela medicina regenerativa propõem o estímulo de fatores de crescimento do próprio indivíduo, com o uso de células tronco embrionárias e outras tecnologias, como biomateriais projetados e edição de genes, para reparar ou substituir células, tecidos ou órgãos danificados.

A medicina regenerativa nasceu em 1997, quando uma equipe de cientistas propôs integrar o plasma rico em plaquetas (PRP) na cola de fibrina. Em 1998, foi demonstrado que o PRP foi capaz de induzir a regeneração óssea da mandíbula. No mesmo período, descobriu-se que uma fração das células-tronco originárias da medula óssea poderia reparar vários tecidos ou células mesenquimais.

A medicina regenerativa se baseia no emprego de células-tronco com potencial de diferenciação multipotente e/ou produtos biológicos (como o PRP), que têm a capacidade de induzir a migração de células-tronco para o tecido vegetal, para estimular sua proliferação e, eventualmente, alcançar o reparo dos tecidos danificados, promovendo maior qualidade de vida aos pacientes.

O campo da medicina regenerativa reúne especialistas em biologia, química, ciência da computação, engenharia, genética, medicina, robótica e outras áreas da ciência para encontrar soluções para alguns dos problemas médicos mais desafiadores enfrentados pela humanidade. A ideia é utilizar os recursos do corpo humano para obter a própria cura e a autorregeneração.

Campos da medicina regenerativa

1. Engenharia de tecidos e biomateriais

A engenharia de tecidos é uma estratégia em que suportes biologicamente compatíveis são implantados no corpo no local onde o novo tecido deve ser formado. Se o andaime está na forma geométrica do tecido que precisa ser gerado, e o andaime atrai células, o resultado é um novo tecido na forma desejada.

Se o tecido recém-formado for submetido a exercícios à medida que se forma, o resultado pode ser um novo problema de engenharia funcional. Milhões de pacientes já foram tratados com alguma forma de dispositivos de engenharia de tecidos; no entanto, o campo ainda está engatinhando.

2. Terapias celulares

Milhões de células-tronco adultas são encontradas em todos os humanos. Nosso corpo usa células-tronco como uma forma de se autorreparar. Estudos demonstraram que, se as células-tronco adultas são colhidas e depois injetadas no local do tecido doente ou danificado, a reconstrução do tecido é viável nas circunstâncias certas.

Essas células podem ser coletadas do sangue, gordura, medula óssea, polpa dentária, músculo esquelético e outras fontes. O sangue do cordão é outra fonte de células-tronco adultas. Cientistas e médicos estão desenvolvendo e refinando sua capacidade de preparar células-tronco coletadas para serem injetadas em pacientes para reparar tecidos doentes ou danificados.

3. Dispositivos médicos e órgãos artificiais

Nos casos em que um órgão falha, a estratégia clínica predominante é o transplante de um órgão de substituição de um doador. Os principais desafios são a disponibilidade de órgãos de doadores e a exigência de que o doador tome drogas imunossupressoras, que têm efeitos colaterais.

Além disso, há muitos casos em que o tempo para encontrar um órgão doador adequado requer uma estratégia provisória para apoiar ou suplementar a função do órgão com falha até que um órgão transplantável seja encontrado.

Usando o suporte circulatório como exemplo, existem tecnologias em vários estágios de maturidade, inicialmente usando dispositivos de assistência ventricular (VADs) como ponte para um transplante cardíaco, e agora existem VADs que são usados ​​para suporte circulatório de longo prazo. Cientistas e médicos em todo o mundo estão desenvolvendo e avaliando dispositivos para complementar ou substituir a função de muitos sistemas de órgãos, incluindo coração, pulmão, fígado e rim.

Regeneração de tecido muscular danificado com medicina regenerativa

O músculo é o maior órgão responsável por 40% da massa corporal e desempenha um papel essencial na manutenção de nossas vidas. O tecido muscular é notável por sua capacidade única de regeneração espontânea. No entanto, em lesões graves, como aquelas sofridas em acidentes de carro ou ressecção de tumor que resulta em uma perda muscular volumétrica,  a capacidade de recuperação do músculo é muito reduzida.

Tradicionalmente, o tratamento da perda muscular volumétrica é feito a partir de intervenções cirúrgicas com retalhos musculares autólogos ou enxertos acompanhados de fisioterapia. No entanto, os procedimentos cirúrgicos costumam levar à redução da função muscular e, alguns casos, à falha completa do enxerto. Assim, há uma demanda por opções terapêuticas adicionais para melhorar a recuperação da perda muscular.

Uma estratégia promissora para melhorar a capacidade funcional do músculo danificado é induzir a regeneração de novo do músculo esquelético por meio da integração das células transplantadas. Diversos tipos de células, incluindo células-tronco musculares, mioblastos e células-tronco mesenquimais, têm sido usados ​​para tratar a perda muscular.

Contudo, biópsias musculares invasivas, pouca disponibilidade de células e manutenção limitada a longo prazo podem impedir a aplicação clínica, uma vez que milhões a bilhões de células maduras podem ser necessárias para fornecer benefícios terapêuticos.

Para superar esses desafios, uma equipe de pesquisa do Center for Nanomedicine do Institute for Basic Science (IBS) em Seul, na Coreia do Sul, da Yonsei University e do Massachusetts Institute of Technology (MIT), desenvolveu um novo protocolo para regeneração muscular artificial. A equipe conseguiu um tratamento eficaz de VML em um modelo de camundongo, empregando tecnologia de reprogramação direta de células em combinação com uma estrutura híbrida sintética natural.

Conversão direta

A reprogramação direta de células, também chamada de conversão direta, é uma estratégia eficiente que fornece uma terapia celular eficaz, pois permite a geração rápida de células-alvo específicas do paciente usando células autólogas da biópsia de tecido. Os fibroblastos são as células geralmente encontradas nos tecidos conjuntivos e estão amplamente envolvidas na cicatrização de feridas.

Os construtos de fibra muscular resultantes do estudo apresentaram rigidez mecânica semelhante à dos tecidos musculares. Além disso, a implantação de construções musculares de bioengenharia no modelo não só promoveu a regeneração muscular com aumento da inervação e angiogênese, mas também facilitou a recuperação funcional dos músculos danificados.

A equipe de pesquisa aponta que a construção muscular híbrida pode ter guiado as respostas de células musculares reprogramadas adicionadas exogenamente e populações de células hospedeiras infiltradas para aumentar a regeneração muscular funcional orquestrando a diferenciação, efeito parácrino e remodelação construtiva do tecido.

Segundo os pesquisadores, mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos de regeneração muscular por nossos construtos híbridos e para capacitar a tradução clínica de plataformas de entrega instrutivas em células. No entanto, os resultados são promissores.

Perspectivas para o futuro

A cada 30 segundos, um paciente morre de doenças que poderiam ser tratadas com reposição de tecido. Uma abordagem de engenharia de tecidos e medicina regenerativa provavelmente poderia oferecer a solução definitiva para crianças com malformações congênitas, jovens soldados desfigurados na guerra e idosos que sofrem de doenças crônicas invalidantes, que estão afetando cada vez mais as economias em todo o mundo. Com pesquisas avançando a passos largos, a medicina regenerativa pode ser a resposta para diversos problemas de saúde que a humanidade tem enfrentado ao longo de sua existência.

Vídeo do canal Instante Biotec