Como os cientistas 3D imprimiram um pequeno coração a partir de células humanas

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Tem quatro câmaras, vasos sanguíneos e bate - mais ou menos.

Em um primeiro momento, os cientistas imprimiram em 3D um coração usando tecido humano. Embora o coração seja muito menor que o de um ser humano (é apenas do tamanho de um coelho), e ainda há um longo caminho a percorrer até que funcione como um coração normal, o experimento de prova de conceito pode eventualmente levar a órgãos ou tecidos personalizados isso poderia ser usado no corpo humano, de acordo com um estudo publicado segunda-feira (15 de abril) na revista Advanced Science.

Para imprimir o coração, pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, começaram a colher uma pequena amostra de tecido adiposo de um paciente. No laboratório, eles separaram esse tecido em suas células componentes e na estrutura em que as células se assentam, chamada matriz extracelular.

Usando a engenharia genética, os cientistas ajustaram os vários componentes, reprogramando algumas das células para se tornarem células musculares cardíacas, ou cardiomiócitos, e outras para se tornarem células que geram vasos sanguíneos.

Os pesquisadores então carregaram essas células - servindo como "bio-ligações" - na impressora, que havia sido programada para imprimir um coração, com base nas tomografias obtidas do paciente e na representação artística de um coração. A impressora demorou entre 3 e 4 horas para imprimir o pequeno coração com vasos sanguíneos básicos. Os pesquisadores então incubaram o coração e o alimentaram com oxigênio e nutrientes. Dentro de alguns dias, as células começaram a bater espontaneamente.

Mas essa batida não era como o que um coração humano saudável faria. "Precisamos que as células batam de forma síncrona, não apenas individualmente", disse o co-autor do estudo, Assaf Shapira, gerente de laboratório do Laboratório de Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa da Universidade de Tel Aviv. Para que o coração bombeie sangue com eficiência pelo corpo, suas células precisam bater em uníssono - algo que o coração impresso em 3D ainda não fez. "No momento, estamos trabalhando para amadurecer o tecido", disse Shapira.

Eventualmente, um coração impresso em 3D personalizado pode aliviar a escassez de órgãos de transplante disponíveis para os pacientes e também contornar alguns dos riscos associados ao transplante de órgão de outra pessoa - ou seja, que o sistema imunológico do corpo possa rejeitar esses tecidos estranhos, Shapira disse ao Live Ciência.

Camila Hochman Mendez, diretora assistente dos laboratórios de pesquisa de órgãos, reparo e regeneração do Texas Heart Institute, que não participou do estudo, disse que as novas descobertas são "realmente inovadoras e avançam no campo", demonstrando que algo mais complexo do que uma única parede do coração pode ser impressa. Mas os resultados também "mostram todos os obstáculos que o campo ainda enfrenta", acrescentou.

Para imprimir um coração em tamanho real e em pleno funcionamento, os cientistas precisariam imprimir um órgão de maior resolução - um com muito mais vasculatura capaz de transportar oxigênio e nutrientes através dele, disse Hochman Mendez à Live Science. Mas fazer isso exigiria meses de impressão - um período de tempo durante o qual as células não sobreviveriam.

Os pesquisadores enfatizaram que o pequeno coração ainda é uma "prova de conceito", mas que esperam descobrir uma maneira de criar uma vasculatura mais densa no futuro.

"É claro que, se precisássemos fabricar um coração maior, seria caro, levaria muito mais tempo para imprimir e muito mais material precisaria ser extraído do paciente", disse Shapira.

De fato, ainda há muito mais pesquisas necessárias antes que se torne comum simplesmente clicar em "imprimir" na impressora 3D no consultório médico.

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