Avançando a bioimpressão de células vivas para medicina regenerativa

Resultado Esperado:

Este tópico visa apoiar atividades que permitam ou contribuam para um ou vários impactos esperados do destino “Desenvolver e usar novas ferramentas, tecnologias e soluções digitais para uma sociedade saudável”. Para isso, as propostas sob este tópico devem ter como objetivo entregar resultados que sejam direcionados, adaptados e que contribuam para a maioria dos seguintes resultados esperados:

• Cientistas biomédicos da academia e da indústria terão acesso a unidades completas de bioimpressão projetadas para regenerar tecido humano.
• Profissionais de saúde adquirem informações sobre o uso seguro e eficaz de equipamentos que permitem terapias avançadas com tecido humano bioimpresso.
• Provedores de saúde dispõem de ferramentas que lhes permitem tratar condições de necessidade médica não atendida.
• Pacientes individuais se beneficiarão de uma abordagem personalizada para sua respectiva condição médica, graças à solução de medicina regenerativa bioimpressa.

Escopo:

A bioimpressão 3D funcional e específica de tecido de células vivas tem feito progressos significativos como uma nova abordagem para aplicações de transplante em medicina regenerativa. Atualmente, existem vários tipos de tecnologias de bioimpressão em desenvolvimento para o reparo de diferentes tecidos ou órgãos-alvo. Para liberar totalmente o potencial de construções celulares bioimpressas para medicina regenerativa, vários gargalos ainda precisam ser superados. Vários estudos em modelos pré-clínicos mostraram que construções ou tecidos celulares bioimpressos são muito promissores para a medicina regenerativa, permitindo que enxertos de tecido autólogos sejam impressos, evitando assim reações adversas enxerto-hospedeiro. No entanto, a translação de tais abordagens para ambientes clínicos (ou seja, humanos) e sua aplicação a órgãos internos ainda precisa ser investigada e demonstrada. Dependendo do local-alvo real (ou seja, o tecido ou órgão defeituoso no corpo humano), diferentes abordagens de bioimpressão podem ser preferíveis. Para imprimir tecidos complexos e especialmente órgãos inteiros, uma abordagem in vitro seguida de transplante é a maneira preferida. A bioimpressão “in situ”, às vezes também referida como “in vivo” ou “intraoperatória”, reflete um processo de bioimpressão realizado em um sujeito vivo em um ambiente cirúrgico e, em certos casos (por exemplo, reparo de tecido), apresenta vantagens sobre uma técnica de bioimpressão in vitro seguida de transplante. A bioimpressão in situ envolve o padrão direto de bio-tintas no corpo de um paciente no local-alvo, permitindo a construção precisa de uma estrutura de tecido que corresponda ao local dentro da localização fisiológica real onde a regeneração ou reparo é necessário. Como tal, a bioimpressão in situ permite alta adaptabilidade, risco reduzido de contaminação, melhor viabilidade celular, função e integração do hospedeiro. As altas densidades celulares presentes nos órgãos vitais humanos ressaltam a importância de bio-tintas que contenham menos biomateriais adicionais como matriz. Assim, a bioimpressão de construções celulares que compreendem densidades celulares semelhantes a tecidos nativos pode facilitar o reparo e/ou regeneração de tecidos complexos ou órgãos internos defeituosos. Para tais abordagens, é necessária uma engenharia meticulosa do equipamento de bioimpressão, envolvendo instrumentação microcirúrgica sofisticada e plataformas de imagem médica. Para alcançar a função desejada e imitar os sinais naturais em tecidos nativos para bioconstruções impressas in vitro, o uso de estímulos adicionais é necessário, enquanto as abordagens in situ normalmente dependem do corpo como biorreator natural, fornecendo os sinais extracelulares necessários. Recentemente, combinações de bioimpressão in situ com estímulos em tempo real foram investigadas, mesmo para o reparo de órgãos internos. No entanto, permanecem gargalos que precisam ser superados, como a integração com modalidades de imagem e procedimentos cirúrgicos existentes ou a estabilidade e funcionalidade a longo prazo do bi…