De acordo com a Universidade de Minnesota Twin Cities, uma equipe de pesquisa demonstrou um processo inovador que combina impressão 3D, biologia de células-tronco e tecidos cultivados em laboratório para a recuperação de lesões na medula espinhal. O estudo, intitulado “Andaimes impressos em 3D promovem formação aprimorada de organoides espinhais para uso em lesões na medula espinhal”, foi publicado recentemente na Advanced Healthcare Materials.
De acordo com o Centro Nacional de Estatística de Lesões da Medula Espinhal, mais de 300.000 pessoas nos Estados Unidos sofrem de lesões na medula espinhal, mas não há como reverter completamente os danos e a paralisia causados pela lesão. Um grande desafio é a morte das células nervosas e a incapacidade das fibras nervosas de se regenerarem no local da lesão. Esta nova pesquisa aborda esse problema de frente.
O método envolve a criação de uma estrutura exclusiva impressa em 3D para órgãos cultivados em laboratório, chamada de estrutura organoide, com canais microscópicos. Esses canais são então preenchidos com células progenitoras neurais espinhais (sNPCs) regionalmente específicas, que são células derivadas de células-tronco humanas adultas com a capacidade de se dividir e se diferenciar em tipos específicos de células maduras.
“Usamos os canais impressos em 3D da estrutura para direcionar o crescimento das células-tronco, o que garante que as novas fibras nervosas cresçam da maneira desejada”, disse Guebum Han, ex-pesquisador de pós-doutorado em engenharia mecânica da Universidade de Minnesota e primeiro autor do artigo, que atualmente trabalha na Intel Corporation. “Este método cria um sistema de retransmissão que, quando inserido na medula espinhal, contorna a área lesionada.”
Em seu estudo, os pesquisadores transplantaram essas estruturas em ratos com medula espinhal completamente seccionada. As células se diferenciaram com sucesso em neurônios e estenderam suas fibras nervosas em ambas as direções — rostral (em direção à cabeça) e caudal (em direção à cauda) — para formar novas conexões com os circuitos nervosos existentes do hospedeiro. As novas células nervosas se integraram perfeitamente ao tecido da medula espinhal do hospedeiro ao longo do tempo, levando a uma recuperação funcional significativa nos ratos.
“A medicina regenerativa inaugurou uma nova era na pesquisa sobre lesões na medula espinhal”, disse Ann Parr, professora de neurocirurgia da Universidade de Minnesota. “Nosso laboratório está entusiasmado em explorar o potencial futuro de nossas ‘mini medulas espinhais’ para tradução clínica.”
Embora a pesquisa esteja em estágios iniciais, ela oferece uma nova perspectiva de esperança para aqueles com lesões na medula espinhal. A equipe pretende ampliar a produção e desenvolver ainda mais essa combinação de tecnologias para futuras aplicações clínicas.
Além de Han e Parr, a equipe incluiu Hyunjun Kim e Michael McAlpine, do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Minnesota; Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil e Olivia G. Korenfeld, do Departamento de Neurocirurgia da Universidade de Minnesota; Manuel Esguerra, do Departamento de Neurociência da Universidade de Minnesota; e Daeha Joung, do Departamento de Física da Virginia Commonwealth University.
Este trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, pelo Programa de Subsídios para Pesquisa de Lesões da Medula Espinhal e Lesões Cerebrais Traumáticas do Estado de Minnesota e pela Sociedade da Medula Espinhal. Para saber mais sobre a pesquisa, acesse o site.
