Uma nova bio-impressora 3D que produz tecido humano tem o potencial de revolucionar a descoberta de novos medicamentos para câncer, doenças cardíacas e artrite.
Cientistas da Universidade de Newcastle, com financiamento da versus artrite, desenvolveram uma abordagem única para os géis cheios de células bioprintais que podem imitar de perto os tecidos humanos, ganhando uma patente nos EUA e na Europa.
Embora a bioprinting exista há vários anos, teve várias limitações que a equipe, liderada pelo professor Kenny Dalgarno, superou. Essa é a promessa da descoberta, eles criaram uma companhia de rotação, Jetbio, de atrair investimentos para lançar a impressora Reji para uso em laboratórios em todo o mundo.
O processo inovador, chamado tecnologia de bioprinting de jato reativo (Reji), jate dois líquidos diferentes, um contendo células suspensas em uma solução de reticulação e a outra uma solução de polímero. Estes se misturam no ar para formar um hidrogel cheio de células que pode ser impresso em quase qualquer superfície. O método de impressão aumenta a densidade celular para cerca de dez vezes a de outra tecnologia de bioprinting e também uma taxa significativamente mais rápida. Os tecidos resultantes são modelos muito mais próximos das amostras de tecido humano.
Lucy Donaldson, diretora de pesquisa da Versus Artrite, que financiou a pesquisa através do Centro de Engenharia de Tecidos e Terapias Regenerativas versus artrite, disse: “A equipe do JetBio está na vanguarda de pesquisas que impulsionam novas tecnologias que prometem melhorar a qualidade e a velocidade do desenvolvimento de medicamentos. Esses avanços podem potencialmente trazer novos medicamentos para a população mais cedo – e isso se aplica a tratamentos para artrite, câncer e doenças cardiovasculares. Este é um salto muito emocionante. ”
Um estágio-chave do processo de desenvolvimento de medicamentos é testar as culturas de células in vitro que tradicionalmente envolvem o cultivo de células no topo de uma superfície plana, como uma lâmina de microscópio. In vitro significa um processo ou teste realizado fora do corpo em condições artificiais, como um slide ou em um tubo de ensaio. No entanto, esses modelos 2D não são comparáveis ao corpo humano, onde as células interagem com outras células em um ambiente 3D.
Trazer a tecnologia do Jetbio para os laboratórios para imprimir células em uma matriz 3D, imitando mais de perto os tecidos humanos, pode tornar os testes mais precisos, revolucionando assim o que atualmente é um processo prolongado com altas taxas de falha, explicou o professor Dalgarno.
A descoberta de medicamentos é um processo complicado e extremamente caro, envolvendo várias rodadas de testes antes de atingirem ensaios clínicos. Em investigações clínicas, apenas um em cada dez dos compostos testados prossegue para chegar ao mercado. Essas taxas de falha deixam claro que devemos melhorar nossos modelos para que sejam mais representativos da resposta a medicamentos em humanos. Atualmente, há muito interesse em desenvolver melhores modelos in vitro humanos de doenças e tecidos, para que tenhamos melhores maneiras de testar medicamentos. ”
Lucy Donaldson, diretora de pesquisa, versus artrite
O cenário da descoberta de medicamentos está mudando e o interesse em novas tecnologias está crescendo. Com o potencial da partida britânica para explorar um mercado global em rápida expansão, a equipe do JetBio foi convidada a mostrar a tecnologia a ministros e figuras seniores em saúde pública, incluindo o diretor médico do professor da Inglaterra, Sir Chris Whitty, nas casas do Parlamento no início deste mês. “Havia um buraco de verdade em torno de nossa tecnologia e o potencial que ela tem” disse o professor Dalgarno Do evento, que está confiante de que sua descoberta pode ter um impacto de longo alcance que poderia ser sentido em termos reais em todo o mundo. Ele acrescentou: “O desenvolvimento de medicamentos é muito caro. Portanto, se você puder fazê -lo de maneira mais eficaz e mais barata, isso democratiza o processo até certo ponto, pois mais pessoas poderiam pagar as drogas que chegaram ao mercado. ”
As impressoras do tamanho de uma máquina de café também têm um papel na medicina regenerativa. Os tratamentos para artrite, que afetam 10 milhões no Reino Unido e mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo, são atualmente limitadas. Apesar disso, a condição prejudica a capacidade das pessoas de viver vidas completas e sem dor. Para aqueles com artrite, o objetivo será desenvolver a tecnologia para permitir a cultura celular mais rápida e personalizada para uso em implantação autóloga de condrócitos já disponíveis (ACI). Os cirurgiões podem reparar danos na cartilagem implantando células especiais em defeitos na cartilagem. Essa tecnologia pode melhorar a precisão e o sucesso dos implantes.
As impressoras têm potencial para serem aplicadas para uma ampla gama de condições. Um exemplo do uso mais amplo está no projeto Reborn financiado pela CE, onde a equipe de Newcastle está desenvolvendo um modelo in vitro de uma câmara cardíaca. Isso combina a bioprinting da Reji com outras técnicas de bioprocessamento para criar uma “manga” projetada por tecidos que pode ser conectada a pequenas bombas para imitar o batimento cardíaco. A manga é única em sua estrutura, contém células de cardiomiócitos e fibroblastos que estariam presentes no tecido cardíaco e estão sendo desenvolvidos para permitir testar novas abordagens para o tratamento de condições cardíacas.
O financiamento do NC3RS permitiu que as impressoras fossem exibidas para a comunidade científica em Bristol, Newcastle e Cambridge em três workshops realizados em fevereiro, e as impressoras estão indo para o uso nos laboratórios dessas três universidades.