Sistema circulatório artificial é capaz de alimentar células individuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/10/2007

No futuro, os laboratórios poderão fabricar os tecidos necessários para transplantes, sintetizando partes do corpo humano, como músculos ou cartilagens. Em mais um passo rumo a esse futuro, cientistas da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, criaram um sistema circulatório artificial, capaz de alimentar tecidos que estão sendo cultivados sinteticamente.

Sistema circulatório artificial

O sistema circulatório artificial foi estruturado na forma de minúsculos canais construídos no interior de um gel à base de água. Mesmo com a geometria precisa denunciando sua natureza artificial, o sistema vascular funciona em escala celular, conseguindo levar oxigênio, nutrientes essenciais e fatores de crescimento para alimentar as células individuais.

O hidrogel contém cerca de 25 milhões de células de cartilagem por mililitro. As zonas alimentadas pelo sistema circulatório artificial florescem, aparecendo com uma destacada cor verde. Como são montadas em um arranjo 3D, o hidrogel e as células podem ser dispostos, por exemplo, no formato de um menisco, criando um molde onde o tecido se formará. Em teoria, o sistema pode acomodar qualquer tipo de tecido.

"Uma restrição significativa para a construção de tecidos artificiais é que você não consegue alimentar o núcleo," diz pesquisador Abraham Stroock. "Simplesmente incorporando essa imitação de um sistema vascular irá permitir que você mantenha o núcleo do tecido durante a cultura."

Veias artificiais

Os microcanais - versões artificiais das artérias e veias - permitem que o fluido com oxigênio, açúcar e proteínas - equivalente ao sangue - viaje através do sistema. Os pesquisadores conseguem controlar as distribuições desses solutos tanto ao longo do tempo quanto em termos espaciais dentro do tecido que está sendo cultivado, permitindo um ajuste fino do ambiente bioquímico das células enquanto o tecido se desenvolve.

Por exemplo, pode-se querer cultivar um tecido que seja osso de um lado e cartilagem do outro. Agora os pesquisadores podem fornecer os nutrientes e as proteínas corretos a para cada parte do tecido cultivado de forma a garantir o resultado pretendido.

Tecidos a partir de células-tronco

Esta pesquisa fornece soluções aos aspectos físicos da engenharia de crescimento de tecidos sintéticos. Ainda restam muitos desafios biológicos a serem vencidos, como encontrar uma fonte de células que possam ser colhidas de um paciente e serem cultivadas sem alterar as características dessas células.

Lawrence Bonassar, outro participante da pesquisa, está entre o grupo de cientistas que está tentando fazer com que células-tronco produzam tipos específicos de tecidos. Atualmente, já existem cartilagens derivadas de células-tronco, mas elas ainda não são funcionais.

Objetivos não-biológicos

Para conhecer outra pesquisa que criou uma rede de canais tridimensionais que também imita o sistema circulatório humano, embora sem objetivos biológicos, veja Microestrutura de canais tridimensionais imita sistema circulatório.

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