« Responder #106 em: Abril 02, 2008, 12:24:22 pm »
Grupo 3B’s da UMinho publica artigo na revista científica Science O Grupo 3B’s da Universidade do Minho acaba de publicar na última edição da Revista cientifica Science um artigo que resulta da sua colaboração com o IBNAM - Institute for BioNanoTechnology in Medicine da Nortwestern University, Chicago, EUA, sobre medicina regenerativa/engenharia de tecidos humanos e na utilização de células estaminais humanas: “a Criação de Novos Mini-laboratórios de Células Estaminais Humanas Formados por Organização Molecular Espontânea”.
O trabalho desenvolvido maioritariamente por Ramille M. Capito (IBNAM) e Helena Azevedo (3B’s -UM) resulta da articulação de projectos em curso no grupo de Chicago liderado por Samuel I. Stupp e do projecto da União Europeia - Marie Curie POLYSELF - da responsabilidade do director do Grupo 3B’s Rui L. Reis. No âmbito desse projecto Helena Azevedo, investigadora Doutorada do grupo 3B’s desde 2001, passou cerca de ano e meio a desenvolver trabalho na Northwestern University.
Consegue imaginar o que é ter um polímero (o que vulgarmente chamamos plástico) e uma pequena molécula (algo tipo mas mais pequeno que uma proteína) que instantaneamente se conseguem auto-organizar para formar um saco forte mas flexível, em que é possível cultivar células estaminais humanas, criando uma espécie de laboratório em miniatura? Pense também que o saco poderia, quando utilizado em terapias celulares ou medicina regenerativa, poderia proteger as células estaminais do sistema imunitário do paciente, sendo depois biodegradado ao longo de tempo quando chegasses ao seu destino, libertando as células para fazer o seu trabalho de regeneração de tecidos. Parece impossível? Futurista? Talvez não, ou apenas parcialmente!
De acordo com Rui L. Reis, os investigadores conseguiram demonstrar que é possível produzir estes sacos de forma espontânea e que células estaminais humanas podem crescer no seu interior. Os sacos podem permanecer por semanas em cultura e as suas membranas são permeáveis a proteínas e nutrientes, incluindo algumas moléculas de grande dimensão (como factores de crescimento). Ou seja o mini-laboratório existe de facto e pode receber os necessários consumíveis.
O professor explica em comunicado, que um dos desafios mais interessantes para a ciência actual consiste na descoberta de moléculas com capacidade de organização espontânea em estruturas bem definidas e com propriedades e funcionalidades únicas. Este fenómeno é conhecido como “molecular self-assembly” (auto-organização molecular) e apresenta grande potencial na área da medicina regenerativa. De facto com este tipo de tecnologia é possível sintetizar moléculas (por exemplo sequências de péptidos – materiais semelhantes às proteínas formados pela ligação de dois ou mais aminoácidos) com funcionalidades específicas e capacidade de regular diferentes funções celulares (adesão, proliferação e diferenciação) relevantes por exemplo para as células estaminais.
A utilização deste tipo de moléculas em medicina regenerativa apresenta um conjunto de benefícios significativos. Um que resulta imediatamente claro é a possibilidade de desenvolver métodos cirúrgicos não invasivos, dado que a formação destas estruturas supramoleculares poderá ser programada para ocorrer in-vivo em contacto directo com diferentes tecidos.
A presente edição da prestigiada revista Science (28 Março de 2008 Vol 319, Issue 5871) descreve uma importante descoberta nesta área de materiais que são capazes de organizar as suas moléculas de forma espontânea. Um artigo científico, de autoria de investigadores da Northwestern University e do Grupo 3B’s da U. Minho, descreve pela primeira vez a formação instantânea de uma estrutura macroscópica na forma de saco ou membrana quando duas soluções, uma contendo um polímero natural de grande dimensão (como os que sempre foram estudados no grupo 3B’s nos últimos 10 anos) e outra contendo moléculas de péptidos (de um determinado tipo específico que têm vindo a ser estudados há cerca de sete anos no grupo de Chicago) de menor dimensão e de carga eléctrica oposta, são colocadas em contacto. O biopolímero usado é o ácido hialurônico que é facilmente encontrado no corpo humano, em lugares como articulações e cartilagem, e que tem sido amplamente estudado no U. Minho no âmbito de diversos projectos de engenharia de tecidos de cartilagem.
Estas estruturas sólidas formam-se quando a solução de polímero, mais viscosa e densa, é colocada no topo da solução de péptido. À medida que a solução de polímero submerge na outra solução ocorre a constante renovação da interface líquido-líquido com o consequente crescimento da membrana, até que a solução de polímero fica completamente submergida resultando na formação “auto-organizada” de um saco fechado, de dimensões macroscópicas mas resultante de uma organização à nano-escala.
Quando observadas ao microscópio de elevada resolução, estas estruturas apresentam um sofisticado grau de organização na qual se observa o alinhamento de nano-fibras orientadas perpendicularmente à interface. Pensa-se que esta ordem é responsável pelas propriedades únicas deste sistema, tais como a sua capacidade de “auto-cicatrização”, significando que quando um pequeno defeito/orifício é efectuado na superfície, a membrana é capaz de fechar por si só, como acontece em alguns sistemas vivos. Esta particularidade permite, por exemplo, a injecção de outros componentes (fármacos ou outros agentes terapêuticos e/ou células estaminais) para o interior da membrana/saco e a sua fácil oclusão. Tal nunca tinha sido conseguido antes com qualquer outro tipo de material.
É também extremamente importante referir que esta membrana é suficientemente robusta para ser facilmente manipulada e suturada. Além disso, apresenta outras importantes características como permeabilidade a moléculas maiores como proteínas e factores de crescimento, indicando o potencial destes materiais como sistemas de libertação controlada de agentes terapêuticos.
Uma das possibilidades mais interessantes, que se abre pela primeira vez com a publicação deste trabalho, é a de utilizar estes materiais como fábricas vivas de tecidos humanos baseados na utilização de células estaminais e cocktails de diferenciação. De facto, estes “sacos” podem funcionar como “mini-laboratórios” onde células estaminais podem ser encapsuladas e estimuladas para se diferenciarem em células de diferentes tecidos. Este tipo de sistema proporciona inúmeras oportunidades de aplicação em terapias celulares, podendo ser facilmente introduzido de uma forma não invasiva na zona do corpo que se pretende regenerar através de uma simples injecção. As possibilidades são imensas e o grupo 3B’s vai continuar a explorar as potencialidades deste tipo de materiais “inteligentes” reforçando ainda mais a sua actividade de investigação neste domínio.
Já neste mês de Abril realiza-se na Madeira um workshop de alto nível, com alguns dos maiores especialistas mundiais da área, no âmbito de projecto Europeu InVENTS da responsabilidade de Rui L. Reis. Helena Azevedo será uma das palestrantes convidadas nesse evento. O Prof. Samuel I. Stupp, autor sénior do artigo da Science, será um dos conferencistas plenários no encontro Europeu da Sociedade Mundial de Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa (TERMIS) que reunirá cerca de 800 investigadores de mais de 40 Países no próximo mês de Junho no Porto, e cuja organização é da responsabilidade de Rui Reis e do Grupo 3B’s. Nessa ocasião visitará o Instituto Europeu de Excelência em Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa, então já em pleno funcionamento no AvePark nas Taipas, que será liderado pelo mesmo investigador responsável pelo grupo de Biomateriais, Biodegradáveis e Biomiméticos da U. Minho, e que terá pólos em mais 20 locais em 13 países da Europa. A spin-off Stemmatters criada pelo grupo 3B’s, e já vencedora do prémio START de empreendedorismo em 2007, ficará localizada no mesmo edifício.