ARPA-H apoia a impressão de órgãos sob demanda com US$ 176 milhões

Escassez de órgãos e os argumentos a favor da impressão sob demanda

A doação de órgãos é um recurso médico fundamental que mantém milhões de pessoas vivas, com quase 50 mil transplantes realizados anualmente apenas nos Estados Unidos. Ainda assim, a oferta de órgãos não atende à demanda: 13 pessoas morrem por dia no país enquanto aguardam um transplante, e mais de 103 mil estão na lista de espera nacional.

Essa escassez pode ser parcialmente aliviada com mais doações de órgãos, que continuam sendo uma prioridade essencial das políticas de saúde. No entanto, encontrar um doador compatível costuma ser um desafio tão grande quanto a falta de doadores em geral.

Idealmente, a capacidade de “produzir” qualquer órgão sob demanda ofereceria uma solução melhor. Mas isso ainda não eliminaria o problema da compatibilidade nem a necessidade de tomar medicamentos contra rejeição, que enfraquecem o sistema imunológico. Os órgãos transplantados também tendem a durar menos do que os originais.

“Mesmo quando os pacientes conseguem um transplante, os órgãos geralmente duram apenas de 15 a 23 anos e exigem o uso de medicamentos por toda a vida para prevenir a rejeição. Esses medicamentos são caros e podem causar problemas graves de saúde.”

A situação atual também provoca grandes desigualdades nos resultados. Devido a fatores como a distância geográfica e a necessidade de compatibilidade entre tipos sanguíneos específicos, populações rurais e grupos minoritários enfrentam obstáculos significativamente maiores. Os dados sobre essas disparidades são concretos:

• Representação na lista de espera: embora os afro-americanos representem aproximadamente 28% das pessoas na lista de espera por transplantes, receberam apenas cerca de 23% dos transplantes em 2024.
• Desigualdade nos transplantes: por outro lado, os americanos brancos representavam aproximadamente 39% da lista de espera, mas receberam quase 49% de todos os transplantes.
• Disponibilidade de doadores: a compatibilidade biológica frequentemente exige doadores de origens étnicas semelhantes, mas as taxas de doação variam muito. Pessoas brancas representaram cerca de 67% de todos os doadores em 2024, em comparação com aproximadamente 13% de afro-americanos e 15% de hispânicos.

Órgãos produzidos sob demanda e implantáveis em qualquer paciente, independentemente de suas características demográficas, reduziriam enormemente as desigualdades desse sistema.

Esse é precisamente o objetivo de uma série de financiamentos concedidos pela Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), agência vinculada ao Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos (HHS). A ARPA-H foi criada em 2022, com uma dotação de US$ 1 bilhão aprovada pelo Congresso e uma lei sancionada pelo presidente Joe Biden.

“Desenvolver órgãos universalmente compatíveis é algo inédito na história dos transplantes. Imprimir um órgão humano funcional e precisamente compatível mudará fundamentalmente o que é possível na medicina de transplantes e salvará inúmeras vidas.”

— Alicia Jackson, Ph.D., diretora da ARPA-H

Seu programa PRINT, cujo nome completo é Personalized Regenerative Immunocompetent Nanotechnology Tissue, busca incentivar o desenvolvimento de tecnologias de impressão de órgãos que dispensem medicamentos imunossupressores.

“O objetivo é usar as próprias células do paciente ou células de um biobanco para produzir rapidamente, em poucas horas, órgãos substitutos imunologicamente compatíveis, como rins, corações e fígados.”

O que é bioimpressão 3D e por que imprimir órgãos é difícil

A impressão 3D, ou manufatura aditiva, já é uma tecnologia relativamente conhecida. Começou com filamentos plásticos e agora se torna viável com diversos materiais, inclusive metais. A próxima fronteira é a impressão de tecidos biológicos.

Ao adicionar células individualmente, em arranjos tridimensionais complexos e múltiplas camadas, a bioimpressão 3D pode reproduzir a forma e a textura exatas exigidas pelos órgãos. Uma das primeiras provas de conceito bem-sucedidas foi realizada na Wake Forest University em 2016, com uma orelha impressa em 3D funcional e biologicamente viável. (Saiba mais sobre bioimpressão nesta página da Wake Forest University, uma das beneficiárias do financiamento da ARPA-H.)

O mercado de bioimpressão, por enquanto limitado principalmente a aplicações de nicho e à pesquisa acadêmica, já movimenta US$ 2,91 bilhões em 2025 e deve crescer a uma taxa anual composta de 12,54% até 2034.

A ideia é produzir órgãos com as próprias células do paciente, eliminando todo risco de reação imunológica, ou usar células de um biobanco modificadas para alcançar o mesmo resultado. A tecnologia avançou bastante recentemente, incluindo o uso de ultrassom para orientar a bioimpressão, a bioimpressão de ilhotas pancreáticas para tratar o diabetes e a criação de pele impressa em 3D para experimentos de laboratório e enxertos de pele.

Entenda o programa PRINT da ARPA-H

Visão geral

O objetivo do programa é alcançar uma meta até agora difícil de concretizar: imprimir em 3D um órgão de tamanho humano, com todas as células, vasos sanguíneos e materiais teciduais que permitam funcionar como um coração, filtrar o sangue e produzir urina como um rim ou sustentar o metabolismo como um fígado.

Se o programa, atualmente concentrado nesses três órgãos fundamentais, for bem-sucedido, poderá depois ser ampliado para o pâncreas e os pulmões. O PRINT prevê até US$ 176,8 milhões ao longo de cinco anos. Os valores efetivos e o cronograma dos pagamentos dependerão do cumprimento de metas ambiciosas e aceleradas por cada equipe de pesquisa selecionada.

O programa foi lançado em 2024, solicitando propostas de pesquisadores concentradas em três áreas técnicas:

• Gerar todos os tipos celulares necessários ao órgão a partir das melhores fontes de células disponíveis.
• Produzir em larga escala os tipos celulares que compõem os órgãos.
• Realizar a biofabricação de órgãos e testes in vivo que viabilizem uma solicitação IND de autorização para pesquisa clínica.

Em janeiro de 2026, foram anunciadas as equipes de pesquisa selecionadas para o programa.

Quem recebeu financiamento do PRINT da ARPA-H

Carnegie Mellon University

A universidade sediada em Pittsburgh pretende criar um fígado bioimpresso economicamente viável, que não desencadeie uma resposta imunológica e esteja pronto para os primeiros testes em humanos em cinco anos. O projeto se chama LIVE, sigla de Liver Immunocompetent Volumetric Engineering.

A instituição receberá US$ 28,5 milhões da ARPA-H para esse projeto.

Os fígados produzidos por engenharia serão inicialmente destinados ao tratamento da insuficiência hepática aguda, com o objetivo de longo prazo de tratar todas as formas de insuficiência hepática.

“O fígado que estamos criando duraria cerca de duas a quatro semanas. Ele daria tempo para o fígado do próprio paciente se regenerar e, depois, o paciente não precisaria de um transplante, liberando esses fígados para outras pessoas.”

— Adam Feinberg, professor de engenharia biomédica da Carnegie Mellon

Wake Forest University

A universidade, localizada em Winston-Salem, na Carolina do Norte, buscará produzir tecido renal vascularizado adequado ao uso clínico, para reforçar a função renal de pacientes com doença nos rins.

O projeto avançará em paralelo com os testes pré-clínicos e a elaboração de um plano de comercialização. Assim, a técnica deverá não apenas apresentar bom desempenho médico, mas também ser economicamente viável, oferecendo “uma solução de custo eficiente para a crescente escassez de órgãos de doadores no país”.

Wyss Institute

O instituto de pesquisa de Harvard, localizado em Boston, desenvolverá tecido hepático universalmente compatível, em escala clínica, a partir de células-tronco adultas.

O laboratório Lewis criou outro método, chamado SWIFT, ou escrita sacrificial em tecido funcional. Nele, centenas de milhares de agregados derivados de células-tronco são concentrados em uma matriz viva e densa de blocos formadores de órgãos (OBBs), que contém cerca de 200 milhões de células por mililitro.

Com foco na vascularização adequada, isto é, no desenvolvimento de vasos sanguíneos, a equipe espera que sua tecnologia possa beneficiar pacientes com diferentes tipos de disfunção hepática.

Universidade da Califórnia em San Diego

A universidade imprimirá fígados usando células-tronco produzidas pela empresa local Allele Biotechnology. Para essa tarefa, receberá cerca de US$ 25 milhões da ARPA-H.

O fígado será adaptado à anatomia e à fisiologia específicas de cada pessoa, sem necessidade de tecido de doador ou de imunossupressores. Idealmente, isso garantirá a funcionalidade e a integração a longo prazo dos órgãos impressos em 3D.

“A diferença entre nós e quem faz impressão por extrusão é que imprimimos a página inteira ao mesmo tempo, e isso é realmente 10 mil vezes mais rápido do que eles fazem.”

— Shaochen Chen, professor da Jacobs School of Engineering da universidade

Se tudo ocorrer conforme o planejado, os testes em humanos são esperados em cinco anos.

Centro Médico Southwestern da Universidade do Texas

A universidade sediada em Dallas receberá quase US$ 25 milhões para desenvolver um fígado pronto para transplante, capaz de exercer todas as suas funções em pacientes com insuficiência hepática. O programa se chama Vascularized Immunocompetent Tissue as an Alternative Liver (VITAL), ou tecido vascularizado imunocompetente como fígado alternativo.

“A UTSW tem um sólido programa de transplantes de órgãos sólidos que recentemente celebrou seu milésimo transplante de fígado. Este projeto representa um passo ousado para aprimorar o cuidado dos pacientes por meio da inovação biomédica. Ele une engenheiros, médicos e cientistas para transformar descobertas em soluções concretas, moldando um futuro em que a impressão de órgãos funcionais se torna realidade.”

— Dr. Samuel Achilefu, Ph.D., primeiro diretor do departamento de engenharia biomédica

Isso significa obter não apenas um órgão metabolicamente funcional, mas também reconectar vasos sanguíneos para restabelecer o fluxo de sangue e criar um sistema de ductos biliares para o transporte de fluidos.

Por que a ARPA-H pode acelerar a impressão de órgãos

A impressão 3D de órgãos é uma ideia que desperta grande interesse, mas que avança lentamente rumo a aplicações clínicas práticas. Isso ocorre porque recriar estruturas tão complexas quanto os órgãos, formados por centenas de bilhões de células de numerosos subtipos complexos, exige dominar detalhes que muitas vezes ainda são pouco compreendidos.

Projetar um órgão do zero é como montar um motor a jato com peças conhecidas sem entender exatamente como ele funciona. Felizmente, as células vivas, especialmente as células-tronco, têm a capacidade de se auto-organizar para formar um órgão completo, o que ajuda os pesquisadores.

A entrada repentina de recursos da ARPA-H nessa área deve acelerar o surgimento de órgãos imprimíveis potencialmente superiores aos órgãos normalmente doados.

Investindo em bioimpressão 3D e medicina regenerativa

United Therapeutics

A United Therapeutics (UTHR ) tem uma longa trajetória pioneira em bioimpressão e firmou parceria com a 3D Systems Corporation (DDD ) nessa área já em 2017.

A empresa se concentra em doenças raras, como doença pulmonar intersticial (ILD), hipertensão arterial pulmonar (PAH) e neuroblastoma, além de doenças pulmonares em estágio terminal.

Isso significa que, embora a bioimpressão 3D seja importante para seu futuro, a empresa também atua como uma biotecnológica tradicional. Essa atividade gera mais de US$ 1,6 bilhão em fluxo de caixa operacional nos últimos doze meses e uma sólida reserva de caixa, permitindo continuar a financiar a inovação sem arriscar uma diluição excessiva dos atuais acionistas.

As receitas da empresa vêm crescendo de forma constante na década de 2020, em grande parte graças ao aumento das vendas de Tyvaso, a prostaciclina mais prescrita nos Estados Unidos para o tratamento da hipertensão arterial pulmonar (PAH). Suas vendas ainda cresceram 10% em relação ao ano anterior em 2025.

Na bioimpressão, a empresa ainda está na fase de pesquisa e desenvolvimento. Seu produto mais avançado é voltado ao transplante de pulmão, enquanto alternativas para rins e fígados também estão em desenvolvimento.

Fora da área de órgãos, o programa de pesquisa e desenvolvimento da empresa se concentra principalmente em ampliar as aplicações de Tyvaso para aumentar suas vendas.

Assim, com a impressão 3D recebendo muito mais atenção e recursos de pesquisa, empresas como a United Therapeutics, que já têm vantagem no setor e iniciam testes clínicos, podem estar bem posicionadas para comercializar uma primeira versão da tecnologia. A ela provavelmente se seguirão várias décadas de melhorias, acompanhadas de patentes renovadas ou novas.

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