Cientistas portugueses inventam uma receita para reparar tecidos

Uma macromolécula oriunda das algas marinhas foi modificada e, lá dentro, colocaram-se certas células. Esta combinação conseguiu formar novos vasos sanguíneos, por agora em embriões de galinha. Espera-se que um dia seja usada para regenerar tecidos em doenças vasculares.

Microesfera com células mesenquimais estaminais e células progenitoras endoteliais (organizadas em pré-vasos sanguíneos, a vermelho) rodeadas por uma matriz de colágenio (a verde), produzida pelas próprias células
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Microesfera com células mesenquimais estaminais e células progenitoras endoteliais (organizadas em pré-vasos sanguíneos, a vermelho) rodeadas por uma matriz de colágenio (a verde), produzida pelas próprias células Ana Luísa Torres

Uma equipa do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (i3S), no Porto, propôs, num artigo na revista científica Biomaterials, uma nova abordagem terapêutica na área da medicina regenerativa, que consiste no uso de um novo biomaterial que é injectável. E que poderá ser usado como tratamento para a isquemia, a suspensão da circulação do sangue num determinado local do corpo e que está associada a doenças vasculares.

Uma vez injectados, estes biomateriais são absorvidos pelo corpo e “despertam” as células de tecidos danificados, para que se promova aí a reparação das lesões. A estes biomateriais podem juntar-se células do próprio doente para acelerar o processo de regeneração. Mas um problema frequentemente encontrado nas terapias actuais é não conseguirem formar vasos sanguíneos na região onde os biomateriais e as células foram introduzidos. Sendo fundamental que as células incorporadas no organismo sejam convenientemente nutridas e oxigenadas para cumprirem a função de regeneração, é preciso que se formem novos vasos sanguíneos. Por isso, a equipa do i3S, coordenada por Cristina Barrias, está a procurar melhorar o potencial terapêutico do alginato – uma macromolécula fabricada a partir de algas marinhas e que é um dos biomateriais mais usados em medicina regenerativa.

“Hoje em dia, as terapias com células, de uma maneira geral, são uma promessa muito interessante. O problema é que, apesar de já se terem feito muitos estudos e de nos laboratórios e em modelos animais as células se mostrarem promissoras, em clínica os benefícios não são muito significativos. Isso pode estar relacionado com a forma como as células são administradas”, explica ao PÚBLICO Cristina Barrias. “Sem um biomaterial, as células morrem prematuramente, por exemplo. Por si só, o biomaterial pode protegê-las [ao encapsulá-las] e nós fomos mais longe.”

A equipa combinou dois tipos de células. Por um lado, as células estaminais mesenquimatosas, que no caso deste trabalho são provenientes da medula óssea. E, por outro lado, as células progenitoras endoteliais, obtidas no sangue do cordão umbilical e que irão diferenciar-se em células endoteliais, que estão envolvidas na formação de vasos sanguíneos.

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Microesferas de alginato a encapsular as células, vistas no microscópio normal Ana Luísa Torres

“As células estaminais mesenquimatosas têm um poder de regeneração muito grande, não só porque proliferam mas porque têm capacidade de se transformar em células de diferentes tecidos. E, neste caso, serviram para criar um microambiente que ajuda as endoteliais a organizarem-se e a formarem vasinhos”, explica Cristina Barrias. E acrescenta que a equipa modificou o alginato precisamente para que proteja as células, mas também as “instrua” a criarem um microtecido vascularizado – com microvasos sanguíneos, os tais “vasinhos”. “A ideia até é que depois o biomaterial desapareça, para que o microtecido criado fique em contacto com o organismo e restabeleça a nutrição e oxigenação dos tecidos adjacentes.”

Este tipo de abordagem poderá ser usado na regeneração de tecidos, mas também como terapia celular para a isquemia, uma doença que consiste na falta de fornecimento de sangue aos tecidos. Essa obstrução dos vasos sanguíneos – seja por placas gordurosas ou coágulos – bloqueia o fluxo do sangue e resulta em falta de glicose (a principal fonte de energia do organismo) e de oxigénio nas células. E pode, por exemplo, dar origem a ataques cardíacos e a acidentes vasculares cerebrais.

Com várias modificações químicas introduzidas no biomaterial, “foi possível promover a formação de diminutos vasos dentro das próprias microsferas [de alginato], a partir das células que foram incluídas nessas microesferas”, explica a autora principal do trabalho, Ana Luísa Torres, também do i3S, citada em comunicado de imprensa do instituto.

A eficácia desta nova abordagem foi demonstrada em ovos fertilizados (já com embriões) de galinha. Fizeram-se diferentes experiências. Umas com o biomaterial injectado sem as células. Outras com o biomaterial injectado com as células, mas sem pré-cultura (sem dar tempo às células para começarem a organizar-se e a criar o tal microtecido vascularizado). Por último, foi injectado o biomaterial com as células após uma pré-cultura (de sete dias e de 14 dias), para ver a importância do seu tempo de maturação. “Os resultados demonstraram que a formação de novos microvasos sanguíneos aumentou proporcionalmente com a extensão do tempo de pré-cultura”, refere o artigo científico.

Como os embriões de galinha eram saudáveis, não foi avaliada a regeneração de tecidos propriamente dita, mas a eficácia da formação de vasos sanguíneos, fundamental para que as células possam regenerar os tecidos. Por outro lado, demonstrou-se que as microesferas de alginato promovem o desenvolvimento das células e protegem-nas durante a injecção. E, depois da sua injecção no corpo, as microesferas começaram a degradar-se lentamente, permitindo uma maior interacção dos microtecidos criados pelas células com os tecidos do doente.

Agora os investigadores querem repetir as experiências, por exemplo, em ratinhos com isquemia, para avaliar de novo a revascularização e, pela primeira vez, a regeneração dos tecidos.

Ainda há, assim, bastante trabalho pela frente até se chegar aos testes em doentes. “Apesar dos resultados serem muito promissores, é preciso avançar para animais com isquemia e depois, se tudo correr bem, prosseguir os estudos”, sublinha Cristina Barrias. “Acreditamos que vamos melhorar o potencial terapêutico.”

Texto editado por Teresa Firmino

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