Dia 2 de Setembro marca o início da Semana da Doação de Órgãos, um momento para realçar a importância da doação de órgãos e celebrar a abnegação dos doadores. Actualmente mais de 6.300 pessoas no Reino Unido estão à espera de um transplante de órgãos, e infelizmente todos os dias cerca de três pessoas morrem à espera. Como parte dos esforços para aumentar o número de doadores e reduzir algumas dessas mortes evitáveis, a Inglaterra está mudando para um sistema de “opt out” em 2020. A menos que eles tenham registrado uma decisão de não doar, ou estejam em um dos grupos excluídos, todos os adultos na Inglaterra serão considerados doadores de órgãos.
Embora esta abordagem leve esperançosamente a uma redução no tempo que um paciente tem que esperar por um órgão adequado para transplante, ela não aborda a outra questão principal do transplante – a rejeição. O sistema imunológico dos receptores de transplante reconhece os órgãos do doador como “estrangeiros” e pode atacá-los na tentativa de eliminá-los do corpo. Os medicamentos imunossupressores podem ajudar a minimizar a magnitude da rejeição, mas nem sempre são bem sucedidos a longo prazo e seu uso vem com efeitos adversos próprios.
Em um mundo ideal, não haveria necessidade de confiar em órgãos do doadores. Qualquer pessoa que precisasse de um transplante receberia um órgão personalizado gerado no laboratório a partir de suas próprias células. Isto significa não esperar por um doador humano e uma chance mínima de rejeição. Embora isso possa parecer uma idéia bastante futurista, vários grupos de pesquisa estão dando os primeiros passos para um dia tornar isso uma realidade.
3D bioimpressão tecnologias estão no coração de muitos desses projetos. Construindo sobre os princípios da impressão 3D, a bioimpressão usa bioinclusivos feitos de células para imprimir tecidos vivos camada por camada. Algumas formas de andaime também estão normalmente envolvidas no processo para suportar e proteger as células. Ao controlar cuidadosamente quais células são colocadas onde, a bioimpressão pode permitir a produção de estruturas biológicas intrincadas. Vários projetos estão em andamento para aproveitar esta tecnologia para imprimir tecidos humanos funcionais, o primeiro passo para imprimir um órgão inteiro.
The Heart
Scientists from Carnegie Mellon University recentemente demonstrou a capacidade de imprimir componentes cardíacos em escala real, incluindo cardiomiócitos, válvulas cardíacas e ventrículos. “O que temos mostrado é que podemos imprimir pedaços do coração a partir de células e colágeno em partes que realmente funcionam, como uma válvula cardíaca ou um pequeno ventrículo batendo”, explicou Adam Feinberg, professor de Engenharia Biomédica e Ciência e Engenharia de Materiais, em um comunicado à imprensa.
Usando um hidrogel especialmente desenvolvido, os pesquisadores foram capazes de superar uma das principais dificuldades associadas à impressão do colágeno – impedindo que ele se deformasse. O colágeno é a proteína mais abundante nos tecidos humanos, por isso a capacidade de bioimprimir eficazmente será importante na criação de outros órgãos além do coração também.
“É importante entender que ainda há muitos anos de pesquisa a ser feita”, acrescentou Feinberg. “Mas ainda deve haver excitação de que estamos fazendo progressos reais na engenharia de tecidos e órgãos humanos funcionais, e este trabalho é um passo nesse caminho”.

Os pulmões

Um grande desafio na criação de tecidos e órgãos plenamente funcionais é ser capaz de fornecer-lhes um sistema que possa fornecer um suprimento de sangue adequado e remover eficazmente os resíduos. Uma equipa de cientistas da Universidade de Rice concebeu recentemente uma tecnologia de bioimpressão de fonte aberta – SLATE (Stero-lithography apparatus for tissue engineering) – que permite a criação de vasculatura complexa.
A equipa demonstrou as capacidades da tecnologia através da bioimpressão de sacos de ar de imitação pulmonar que permitem o movimento de oxigénio semelhante às trocas gasosas que ocorrem nos sacos de ar alveolar do pulmão humano. A técnica também pode ser aplicada à bioimpressão de outros tecidos e estruturas, como válvulas bicúspides no coração.
“Com a adição de estrutura multivascular e intravascular, estamos introduzindo um amplo conjunto de liberdades de desenho para a engenharia de tecidos vivos”, disse Jordan Miller, professor assistente de Bioengenharia na Rice University, em um comunicado de imprensa detalhando o trabalho. “Temos agora a liberdade de construir muitas das intrincadas estruturas encontradas no corpo”, disse Jordan Miller, professor assistente de Bioengenharia na Rice University, num comunicado de imprensa que detalha o trabalho. “Agora temos a liberdade de construir muitas das intrincadas estruturas encontradas no corpo”, “
The Kidney

Seguindo a pesquisa concluída em 2016, uma equipe do Instituto Wyss criou recentemente um modelo de túbulo proximal vascularizado em 3-D que imita mais completamente a função de reabsorção do rim humano. No modelo, os túbulos perfusíveis e os vasos sanguíneos são impressos um ao lado do outro e são capazes de se comunicar. “Construímos estes dispositivos renais vivos em poucos dias e eles podem permanecer estáveis e funcionais por meses”, disse o primeiro autor, Neil Lin, em um comunicado à imprensa.
O trabalho faz parte da Iniciativa de Engenharia de Órgãos 3D do Instituto Wyss, que reúne pesquisadores multidisciplinares com o objetivo de desenvolver tecidos e órgãos transplantados com bioengenharia.

O trabalho também está em andamento por grupos separados para componentes bio-impressos de outros órgãos como o fígado, a pele e a córnea.

Embora estes exemplos realcem os grandes desenvolvimentos que têm sido feitos para se poder imprimir com precisão tecidos funcionais, é provável que demore algum tempo até que seja possível bioimprimir órgãos inteiros adequados para transplante. A passagem de estruturas teciduais pequenas e relativamente simples para órgãos completos grandes e complexos exigirá mais progressos em áreas como a integração de redes vasculares.
Após os obstáculos técnicos terem sido ultrapassados e os órgãos em pleno funcionamento poderem ser bioimpressos com sucesso, testes de segurança extensivos e políticas reguladoras podem também aumentar o tempo antes dos pacientes poderem receber um órgão bioimpresso. Embora seja infelizmente improvável que a bioimpressão ajude os pacientes actualmente necessitados de um transplante de órgãos, muitos estão optimistas que agora é um caso de quando e não se os tecidos e órgãos bioimpressos estarão disponíveis e uma opção alternativa à doação de órgãos.