Queridos colegas e amigos,
Os produtos que estão sendo impressos com impressoras 3D atualmente alcançaram uma sofisticação impressionante. Como exemplo, um querido colega compartilha este artigo, escrito por Emily LeClerc, publicado no boletim informativo da Universidade de Wisconsin-Madison (UW-Madison) e traduzido por nós para este espaço. Vamos ver do que se trata...
Uma equipe de cientistas da UW-Madison desenvolveu o primeiro tecido baseado em células nervosas impresso em 3D que pode crescer e funcionar como um tecido nervoso humano típico.
É uma conquista com implicações importantes para cientistas que estudam o cérebro e trabalham em tratamentos para uma ampla gama de distúrbios e doenças do neurodesenvolvimento, como Alzheimer e Parkinson.
“Esse pode ser um modelo extremamente poderoso para nos ajudar a entender como as células nervosas e partes do cérebro se comunicam em humanos”, diz Su-Chun Zhang, professor de neurociência e neurologia do Waisman Center da UW-Madison. “Isso pode mudar a forma como vemos a biologia das células-tronco, a neurociência e a patogênese de muitos distúrbios neurológicos e psiquiátricos.”
Os métodos de impressão limitaram o sucesso de tentativas anteriores de imprimir tecido nervoso, de acordo com Zhang e Yuanwei Yan, cientistas do laboratório de Zhang. O grupo que desenvolve esse novo processo de impressão 3D descreve seu método na revista Cell Stem Cell.
Em vez de usar a abordagem tradicional de impressão 3D, empilhando camadas verticalmente, os pesquisadores optaram por fazer isso horizontalmente. Eles colocaram células nervosas, neurônios cultivados a partir de células-tronco pluripotentes induzidas, em um gel de “tinta biológica” mais macio do que o usado em tentativas anteriores.
“O tecido ainda tem estrutura suficiente para se manter unido, mas é macio o suficiente para permitir que os neurônios cresçam uns nos outros e comecem a se comunicar uns com os outros”, diz Zhang.
As células são colocadas lado a lado como lápis colocados lado a lado em uma mesa.
“Nosso tecido permanece relativamente fino e isso torna mais fácil para os neurônios obterem oxigênio e nutrientes suficientes do meio de crescimento”, diz Yan.
Os resultados falam por si mesmos, ou seja, as células podem se comunicar umas com as outras. As células impressas cruzam o meio para formar conexões dentro de cada camada impressa, bem como entre as camadas, formando redes comparáveis às do cérebro humano. Ou seja, os neurônios se comunicam, enviam sinais, interagem entre si por meio de neurotransmissores e até formam redes adequadas com células de suporte que foram adicionadas ao tecido impresso.
“Imprimimos o córtex cerebral e o estriado e o que descobrimos foi bastante surpreendente”, diz Zhang. “Mesmo quando imprimimos células diferentes pertencentes a diferentes partes do cérebro, elas ainda podiam se comunicar umas com as outras de uma forma muito especial e específica.”
A técnica de impressão oferece precisão (controle sobre os tipos e arranjos das células) não encontrada nos organoides cerebrais, órgãos em miniatura usados para estudar o cérebro. Os organoides crescem com menos organização e controle.
“Nosso laboratório é muito especial porque podemos produzir praticamente qualquer tipo de neurônio a qualquer momento. Então, podemos montá-los da maneira que quisermos”, diz Zhang. “Como podemos imprimir tecidos por design, podemos ter um sistema definido para observar como nossa rede humana opera. Podemos observar de uma forma muito específica como as células nervosas se comunicam entre si sob certas condições, porque podemos imprimir exatamente o que queremos observar.”
