Está sendo cultivado um novo rim usando as próprias células de uma mulher que vive em uma máquina de diálise. Um pai lutando com perda de visão relacionada à idade tem sua visão restaurada. Um soldado sofre queimaduras extensas e tem sua pele regenerada.
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Este é um vislumbre do santo graal da medicina regenerativa. O objetivo final do campo é desenvolver terapias que restauram a função normal de tecidos doentes e órgãos. Avanços na bio impressão 3D, o processo de fabricação de tecido humano funcional fora do corpo na moda camada por camada, têm adiantado o assunto sobre o que é considerado possível no campo.
Vamos ser claros, órgãos substitutos em crescimento, especialmente órgãos sólidos como rins, corações e pulmões é um objetivo excepcionalmente desafiador. Há um mar de desafios técnicos que devem ser superados antes que esses órgãos possam ser produzidos em massa.
E além desses obstáculos, não há garantias de uma rápida tradução da descoberta científica para a terapia clínica como órgãos reguladores vão diligentemente buscar provas de que esses novos órgãos funcionam de forma confiável, com riscos limitados para os pacientes. Mas estes são todos os desafios que valem a pena enfrentar.
Considere um exemplo estabelecido no futuro
Você acorda sentindo-se cansado e indisposto. Ao longo dos dias anteriores, você experimentou dor abdominal e inchaço. Depois de uma consulta médica, o seu médico robótico infundido por IA conclui que seu fígado está doente. Se não for tratado, você ficará doente e eventualmente morrerá.
Você precisa de um transplante de fígado, mas aqui está o lado bom: Não precisará se inscrever em uma lista de transplantes de órgãos, onde a demanda por órgãos ultrapassa a oferta de órgãos a ponto de 22 pessoas morrem todos os dias à espera de órgãos.
Tais filas são agora uma coisa do passado.
Em vez disso, as células serão retiradas de seu corpo, células-tronco que têm o poder exclusivo de se diferenciar em qualquer tipo de célula. Estas células serão enviadas para um laboratório onde são persuadidas a tornarem-se diferentes tipos de células que compreendem um fígado humano. Em seguida, uma bio impressora monta as células em um andaime de camada por camada para gerar um novo fígado. O fígado amadurece em uma incubadora imitando o corpo até que seja considerado pronto para o transplante.
O resultado final? Você recebe um fígado totalmente funcional, estruturalmente sadio. O órgão substituto contém todos os sistemas necessários para transferir oxigênio e nutrientes para manter as células hepáticas vivas e tem a composição correta de diferentes células hepáticas nas proporções corretas. E criticamente, porque suas células vêm de você, seu sistema imunológico não vão rejeitá-lo.
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Alcançar tal resultado seria realmente notável. Apesar dos avanços na medicina e do aumento da conscientização sobre a doação de órgãos, a distância entre a oferta e a demanda de órgãos continua aumentando.
Embora os órgãos imprimíveis não virão facilmente, há razões para o otimismo:
- A medicina regenerativa não é nova. O Instituto Wake Forest implantou com sucesso o tecido da bexiga em seres humanos há 10 anos.
- Os custos estão diminuindo. Em 2015, BioBots revelou BioBots 1, uma bio impressora de US $ 10.000 que permite aos pesquisadores testar novas técnicas de engenharia de tecidos.
- A pesquisa é focada em todo o corpo. Wake Forest Institute, por exemplo, está trabalhando em terapias para 35 diferentes partes do corpo humano.
- Tecidos e órgãos impressos em 3D mostram promessa no laboratório. A 3D Bioprinting Solutions imprimiu e transplantou uma glândula tireoide em camundongos. Organovo anunciou que seus últimos modelos de tecido hepático humano são funcionais e estáveis por até 28 dias.
Em meio ao zumbido, há uma tecnologia frequentemente esquecida que sustenta o processo de crescimento de órgãos. Tanto quanto isto é sobre a impressão de órgãos, é também sobre digitalizá-los.
Construindo modelos para construir vida
Sem um modelo digital preciso de seu órgão-alvo, as bio impressoras não têm nada para orientá-las. Esta necessidade torna-se mais evidente quando se tenta crescer um grande sólido, órgão com sua arquitetura complicada envolvendo vasos sanguíneos, diferentes tipos de células e peculiaridades geométricas.
Anthony Atala, diretor do Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa, descreveu suas esperanças para a construção e utilização de tais modelos digitais precisos.
Usando um scanner 3D, o objetivo é mapear cuidadosamente o terreno da anatomia do paciente, aproximar as dimensões com precisão e alimentar essas instruções para uma cabeça de impressão que deposita tecido funcional e feito sob medida que atenda aos requisitos.
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Este ano, sua equipe apresentou um sistema integrado de impressão de tecidos e órgãos (ITOP) que usou dados clínicos de imagem para fabricar precisamente osso, cartilagem e músculo sob demanda.
Desde então, algumas dessas construções impressas foram implantadas em animais, mostrou funcionamento funcional e até desenvolveu um sistema de nervos e vasos sanguíneos.
Estes são bons primeiros passos, mas há uma dimensão final para esta história. As impressoras 3D precisam se tornar mais acessíveis e mais fáceis de usar. A boa notícia é que estamos indo neste caminho.
Impressoras 3D estão se tornando onipresentes. Na última década, elas têm se tornado cada vez mais baratas e amplamente acessíveis ao consumidor final. Uma rápida pesquisa do Google exibe várias impressoras 3D on-line disponíveis sob demanda pela nuvem. Elas estão ficando tão úteis que estão sendo usadas para impressão de carros em 3D, peças de avião e até casas inteiras.[Porque a impressão 3D será a chave tecnológica na próxima corrida espacial]
No entanto, com a exceção de especialistas bem treinados, engenheiros e amadores de impressão 3D, a maioria dos pesquisadores e leigos têm pouca ou nenhuma experiência na criação de modelos de objetos que gostariam de imprimir. E menos pessoas têm a experiência que cria modelos úteis para a pesquisa científica, a instrução ou a prática médica.
O compartilhamento de impressão 3D
Liderado pelo Instituto Nacional de Saúde, o 3D Print Exchange visa trazer conceitos científicos abstratos para o mundo físico. O site oferece uma plataforma aberta e interativa para a navegação, download e compartilhamento de arquivos de impressão 3D biomédica, tutoriais de modelagem e material educacional, eliminando assim a expertise de domínio necessária para gerar e validar esses modelos.
A esperança é de tornar esses modelos acessíveis com mais facilidade catalisará a adoção da impressão 3D para pesquisa científica e descoberta.
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Os pesquisadores podem usar o 3D Print Exchange para traduzir dados científicos brutos em modelos 3D prontos para impressão. Crucialmente, isso pode ser executado através de ferramentas baseadas na web que geram modelos de alta qualidade nos formatos de arquivo usados pela maioria das impressoras 3D. Desta forma, pesquisadores ainda menos experientes serão capazes de concentrar seu tempo, criatividade e capacidade intelectual em aspectos mais interessantes da pesquisa, ao invés do tedioso ato de gerar modelos.
As possibilidades são infinitas. Mas talvez o mais apropriado, o desenvolvimento em modelagem e impressão 3D fácil de usar poderiam inspirar e ensinar a próxima geração de médicos e pesquisadores a desenvolverem técnicas que permitam que a medicina regenerativa atinja todo o seu potencial.
Fonte: Singularity Hub
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