‘Nós estamos no ponto em que um fígado funcional já foi feito por uma impressora 3D’

No ano passado, a empresa líder em bioimpressão Organovo apresentou o primeiro modelo funcional de um fígado humano feito a partir de uma impressora 3D. Na ocasião, o órgão possuía apenas um milímetro de profundidade e quatro milímetros ao todo. Mesmo com um tamanho reduzido, o “mini-fígado” conseguiu realizar a maioria das funções da versão completa de um órgão normal.

Recentemente, a empresa com base em San Diego e pesquisadores do Departamento de Cirurgia da Escola de Medicina e da Escola de Engenharia e Ciência Aplicada da Universidade de Yale anunciaram parceria. O objetivo é unir a experiência e expertise dos dois para avançar na pesquisa e desenvolvimento de tecidos impressos tridimensionais.

A expectativa é que, nos próximos anos, as inovações que resultem dessa parceria tragam boas notícias para pacientes que esperam por um transplante.

Um dos planos mais ambiciosos é que pessoas possam se beneficiar de órgãos feitos a partir de suas próprias células, o que eliminaria os riscos de rejeição. Bastaria uma impressora e algumas horas para imprimir um fígado sob medida, por exemplo.

Da mesma forma, Organovo e Yale preveem novos caminhos para a área de testes clínicos feitos com órgãos impressos. A ideia é que novas drogas poderão ser testadas em réplicas de órgãos humanos, tendo resultados mais próximos do que testes aplicados em modelos animais.

Segundo John Geibel, diretor de pesquisas cirúrgicas na Escola de Medicina de Yale, esta é uma das principais vocações para órgãos impressos. “Nós entendemos que algumas drogas que funcionam extremamente bem em cobaias não funcionam quando testadas em humanos. Por exemplo, drogas têm níveis diferentes de toxicidade no fígado de animais e humanos”, afirma Geibel em entrevista ao iNOVA!Br.

Na entrevista a seguir, John Geibel fala sobre como funcionará a parceria entre Yale e Organovo, a complexidade por trás da tecnologia e a potencialidade que a inovação pode trazer para os próximos anos.

iNOVA!Br: O quão próximos estamos de ter órgãos e tecidos impressos por impressoras 3D?

John Geibel: Nós estamos agora no ponto que um fígado funcional já foi impresso por uma impressora 3D. Ele pode ser utilizado para avaliar a toxicidade e atuação de novas drogas. Tem havido também um grande incentivo para começar a imprimir próteses a partir de polímeros de alta tecnologia, para os ombros, joelhos e quadril. Esses novos polímeros serão integrados com o osso do paciente e serão incorporados. Eles são impressos a partir de raio-x do próprio paciente para que as próteses se encaixem perfeitamente.

Essencialmente, este tipo de tecnologia pode ser aplicada para imprimir qualquer órgão?

Os vasos sanguíneos, veias e artérias, fígado e intestino são aqueles que podem ser impressos devido ao tipo de células que carregam. Da mesma forma, o fígado e intestino regeneram semanalmente, na medida que uma vez que você tenha um novo órgão ele será rapidamente incorporado ao seu corpo. O rim e estômago são feitos de muitas células diferentes e eles também têm uma arquitetura muito complexa.

Nós temos aproximadamente dois milhões de néfrons [estruturas que filtram o sangue] em cada rim de diferentes comprimentos, formas e diâmetros. No estômago, a mesma coisa acontece com as glândulas gástricas.

Para o coração, o desafio é que seria preciso imprimir as válvulas para levá-las até o coração. Os pulmões também eventualmente poderiam ser impressos. Então eu acho que a resposta é que alguns órgãos seriam naturalmente alvos para a tecnologia enquanto outros podem exigir um outro tipo de solução.

Uma das possibilidades é que esses órgãos impressos possam ser utilizados em experimentos para novos medicamentos e estudos. Qual seria o potencial para beneficiar a ciência e compreender melhor doenças e suas possíveis curas?

Este é um dos principais objetivos para esses órgãos. Nós estamos entendendo que algumas drogas que funcionam extremamente bem em modelos animais não funcionam quando testadas em humanos. Por exemplo, drogas têm níveis diferentes de toxicidade no fígado de animais e de humanos, de forma que não poderão mais ser usadas em estudos clínicos.

O senhor poderia explicar como esta tecnologia e o quão complexa ela é para gerar um tecido ou um órgão, por exemplo?

A tecnologia usa um computador para controlar a impressora assim como você utiliza uma para imprimir uma foto. No caso de uma peça sólida como um osso, nós podemos pegar um raio-x e escaneá-lo de forma que consigamos uma reconstrução 3D dele. Depois instruímos a impressora a imprimir as camadas em uma forma específica.

Para órgãos, um dos compartimentos da impressora tem um reservatório que posiciona as células de forma a confecionar a primeira camada de tecido. Depois, a impressora utiliza outro compartimento diferente para adicionar uma espécie de gel para manter as células alinhadas conforme você vai colocando mais camadas para dar o volume ao órgão.

No ano passado, a Organovo apresentou um pequeno fígado feito por uma impressora 3D, que apesar do tamanho conseguia realizar as principais funções de um fígado real. O quanto a Organovo evoluiu desde então?

O que eu posso dizer é que eles continuaram avançando com a tecnologia e já imprimiram órgãos maiores e mais complexos.

Quais são as principais expectativas que o senhor vê para a bioimpressão para os próximos cinco anos?

Eu espero que em um futuro muito próximo nós possamos fazer artérias e veias com a impressora e que possamos realizar testes clínicos. Isto ajudará a substituir vasos danificados ou não funcionais.

Nós também devemos observar o avanço para as pesquisas que envolvem o fígado, de forma que em cinco anos nós teremos um fígado que possa ser utilizado como um órgão acessório no paciente até que um transplante funcional possa ser realizado. Quando isso acontecer será a prova de que um fígado impresso pode substituir o original e aí, nós poderemos realizar um transplante com um órgão desses.

Quais são as principais dificuldades e obstáculos para desenvolver esse tipo de inovação?

Certamente o principal obstáculo é confirmar se isto funcionará bem da mesma forma que o órgão original. Da mesma forma, checar se , com o tempo, não haverá problemas com os tecidos no organismo.

Como funcionará a parceria entre a Yale e a Organovo?

Nossos planos são trabalhar como uma equipe, tirando vantagens das experiências e especialidades de cada um de forma que possamos atingir nossos objetivos mais rapidamente.

Uma das primeiras metas é imprimir artérias e veias funcionais que, inicialmente, serão implantadas em um modelo animal em um futuro próximo. Nossa especialidade é na área cirúrgica e avaliar a funcionadade desses novos vasos.

Quando nós observarmos que tudo está funcionando bem, nossos planos é partir para a próxima etapa que é fazer um pequeno intestino. E, novamente, nós implantaremos em uma cobaia para demonstrar sua funcionalidade.

Fonte: iNOVA!Br e IDGNOW!