Pulmões impressos em 3D podem melhorar a prevenção e o tratamento de doenças

Doenças pulmonares como tuberculose e fibrose cística podem ser difíceis de tratar. Em parte, isso ocorre porque os modelos bidimensionais que os pesquisadores usam para estudar as doenças não refletem com precisão a forma dos pulmões humanos – e os modelos animais não se comportam como os humanos quando encontram doenças.

Pesquisadores da Universidade de Saskatchewan (USask) da Organização de Vacinas e Doenças Infecciosas (VIDO) e da Faculdade de Engenharia estão trabalhando para construir um modelo melhor.

“Percebemos que nos falta um modelo realista para doenças pulmonares… e isso significa que não podemos realmente planear uma estratégia melhor para terapias pulmonares”, diz a Dra. Nuraina Dahlan da VIDO, uma das cientistas que trabalha para fazer um modelo tridimensional de tecido pulmonar.

Um modelo 3D, diz ela, proporcionaria um ambiente mais preciso para o estudo de novos medicamentos e patógenos em laboratório. Nuraina está estudando com os Drs. Neeraj Dhar e Arinjay Banerjee (ambos na VIDO) e Dr. Daniel Chen (Faculdade de Engenharia).

Os pulmões contêm uma estrutura – chamada matriz extracelular – dentro da qual vivem as células pulmonares. Dahlan e sua equipe usaram a fonte de luz canadense da USask para observar seus modelos impressos em 3D, para que pudessem entender a forma e a função do tecido sem danificar as amostras.

Eles descobriram que seu modelo – impresso em 3D usando “biotintas” especiais contendo células vivas reais – de fato fornece um ambiente no qual as células pulmonares humanas podem sobreviver; isso sugere que o modelo pode ser um ambiente adequado para o cultivo de novas células.

No projeto colaborativo, os pesquisadores do VIDO cultivaram células vivas que foram incorporadas aos modelos pulmonares, enquanto os pesquisadores da Faculdade de Engenharia usaram a impressão 3D para fabricar os modelos. O próximo passo nesta pesquisa será imprimir outro pulmão em 3D e ver como ele responde a doenças infecciosas.

Dahlan diz que ter um modelo que imite perfeitamente os pulmões humanos reais seria uma virada de jogo no tratamento pulmonar. Os cientistas poderiam obter melhores informações sobre como funcionam as doenças pulmonares, desenvolver tratamentos específicos para os pacientes e, eventualmente, desenvolver pulmões inteiros em laboratório.

Este, diz Dahlan, é o objetivo final da engenharia de tecidos pulmonares. “Isso nos permitirá não apenas estudar doenças, mas também usar pulmões cultivados em laboratório como substitutos para transplantes. De qualquer forma, ter um modelo pulmonar mais preciso nos permite fazer estratégias de tratamento personalizadas: podemos testar se um determinado medicamento é adequado para um paciente específico. Em última análise, este modelo nos dá melhores opções para prevenção e tratamento de doenças pulmonares.”

A pesquisa está publicada na revista Avanços em Biomateriais.