Bioimpressão 3D da Camada Endotelial Corneana

September 10, 2018

As células endoteliais da córnea não se regeneram e têm um ritmo de perda de acordo com a idade e o organismo. A perda de células endoteliais acentua-se em algumas doenças da córnea e do bulbo ocular (infecção, glaucoma, inflamação), com o uso de lentes de contato, cirurgias ou traumatismos. Estas células são responsáveis pelo metabolismo, mantendo seu estado de desidratação. Se a córnea não fosse desidratada, não seria transparente.

 

 

Com a redução do número de células endoteliais por milímetro quadrado há hidratação e edema da córnea, causando o esfumaçamento da córnea e a piora da acuidade visual. Em casos extremos de acentuada redução da quantidade de células endoteliais, indica-se transplante de córnea para restituí-las. Além da quantificação das células endoteliais, a microscopia especular analisa sua morfologia. 

 

Com o intuito de inovar, um grupo de pesquisadores da Coreia "bioimprimiram" a camada endotelial corneana utilizando células endoteliais da córnea modificadas para a expressão aumentada de uma proteína chamada  angiogenina. 

 

A angiogenina, também chamada de Rnase 5, é membro da superfamília das ribonucleases (Rnase) A e é uma proteína de 14.1-kD. A função angiogênica de neovascularização, que lhe dá o nome é há muito tempo conhecida e explorada. Essa capacidade de estimular o crescimento e a divisão celular é muito importante para a manutenção e sobrevivência celular. 

 

Os pesquisadores utilizaram técnicas de biologia molecular para a inserção de vetor de expressão com a sequência da angiogenina em células endoteliais humanas. Verificaram a eficiência da técnica e utilizaram as células endoteliais modificadas para construir uma nova membrana endotelial usando a Bioimpressão 3D. 

 

 A figura acima resume as principais etapas metodológicas da Bioimpressão 3D da membrana de células endoteliais. 

 

 

A membrana foi bioimpressa utilizando uma suspensão de células modificadas em hidrogel - composto por gelatina. A bioimpressora utilizada foi a da empresa CELLINK 3D

 

A membrana produzida foi preservada por 10 dias antes do transplante em coelhos e manteve a sua clareza. Após 2 semanas do procedimento cirúrgico a transparência da córnea começou a melhorar nos olhos do grupo com a membrana bioimpressa e alcançou completa clareza depois de 4 semanas, sem inflamação.

 

Embora os olhos do grupo controle também tenham mostrado melhora na transparência da córnea após 4 semanas, foi inferior ao visto nos olhos do grupo bioimpresso sob microscopia. Especialmente, a claridade da córnea que  apresentou aspecto semelhante ao da córnea normal, enquanto o da córnea do grupo controle ainda era muito edematosa, como podem observar na imagem abaixo. 

 

Os trabalhos de bioimpressão de tecidos corneanos têm avançado muito nos últimos anos, porém, nós pesquisadores da área de medicina regenerativa, devemos informar sempre que ainda temos uma caminhada muito longa e necessitamos de mais interdisciplinaridade para um dia conseguirmos bioimprimir um tecido complexo como a córnea completa ou um órgão funcional. 

O artigo completo do trabalho descrito aqui está disponível abaixo. 

 

 

Na figura abaixo conseguimos identificar as diversas camadas da córnea. Essa complexidade biológica um dia poderá ser reproduzida, mas ainda estamos longe desse objetivo, infelizmente. 

 

 Imagem esquemática das camadas da córnea. (Navaratnam et al.  2015)

 

 

Referência da matéria: 

 

Ex Vivo Functionality of 3D Bioprinted Corneal EndotheliumEngineered with Ribonuclease 5-Overexpressing HumanCorneal Endothelial Cells 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30066447 

 

Para quem não me conhece:

Janaina Dernowsek, Bióloga Geneticista, Especialista em Pesquisa e Desenvolvimento na área de Biofabricação e Bioimpressão de Tecidos.

Idealizadora dos projetos BioEdTech e Bio3Data para a Bioimpressão de tecidos. 

Desenvolvedora do site e do blog www.biofabricacao.com

 

 

 

Tags: Dernowsek, Bioimpressão, Brazil, Bioimpressora, Biofabricação

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