Biotecnologia
Nova Técnica Permite a Impressão 3D de Tecido Cerebral Funcional
Impressão 3D de Órgãos
A impressão 3D, ou manufatura aditiva, está silenciosamente revolucionando a forma como a fabricação é feita, com centenas de materiais agora disponíveis para impressão 3D. No entanto, talvez o material mais empolgante não seja para fabricação, mas para fins médicos: tecidos biológicos.
A bioprintagem pode, um dia, tornar possível literalmente imprimir em 3D um coração, fígado ou pulmão humano sob demanda, pronto para transplante. Isso é algo que exploramos em nosso artigo “Órgãos sob Demanda: Melhores Ações de Bioprintagem 3D”.
Um novo nível em bioprintagem foi alcançado por uma equipe de pesquisa na Universidade de Wisconsin–Madison, liderada por Su‑Chun Zhang, professor de neurociência e neurologia. Eles conseguiram imprimir em 3D tecidos cerebrais que podem crescer e funcionar como tecido cerebral típico. Isso é verdadeiramente revolucionário e um resultado muito melhor do que todas as tentativas anteriores de imprimir em 3D tecidos cerebrais até agora.
Bio‑tinta Otimizada
A chave para essa descoberta científica foi adaptar a técnica usual de bioprintagem às necessidades específicas dos neurônios.
Normalmente, a bioprintagem adiciona células umas sobre as outras verticalmente, usando algum material de suporte complexo. Em vez disso, a equipe de Zhang optou por um design horizontal e utilizou um gel de bio‑tinta muito mais macio do que o usado anteriormente.
O gel mais macio permite que os neurônios cresçam e interajam entre si exatamente como fazem em um cérebro real. O gel relativamente mais fino também possibilitou melhor penetração de oxigênio, e o tecido cultivado mais fino pôde absorver totalmente os nutrientes do gel.
Fonte: Cell Stem Cell
No total, isso cria um tecido que se assemelha muito mais ao tecido cerebral real do que qualquer modelo existente. Não apenas os tecidos são mais conectados, mas é possível que os neurônios se comuniquem normalmente entre si, além de adicionar células de suporte aos tecidos. Essas células de suporte não são neurônios envolvidos na atividade neuronal/neuronal, mas desempenham um papel fundamental em manter os neurônios ativos funcionais e saudáveis.
Uma Nova Ferramenta de Pesquisa
Em comparação com o que é usado atualmente, os organoides cerebrais, esses tecidos cerebrais impressos em 3D são muito mais realistas e úteis para entender como um cérebro real funciona.
Fonte: Broad Institute
Ao controlar totalmente a estrutura do tecido cerebral modelo, os pesquisadores podem usar esta técnica para criar réplicas realistas de cérebros que sofrem de doença de Alzheimer, síndrome de Down, etc.
“Porque podemos imprimir o tecido por design, podemos ter um sistema definido para observar como nossa rede cerebral humana funciona. Podemos observar de forma muito específica como as células nervosas se comunicam entre si sob certas condições, pois podemos imprimir exatamente o que queremos.”
Como o cérebro opera em rede, o alto nível de interconectividade será crucial para ajudar o progresso da pesquisa fundamental.
A cereja do bolo é que esta nova técnica de impressão não requer nenhum equipamento novo. Ela pode ser feita com uma impressora 3D comercial de bancada, e a análise dos neurônios pode ser feita com metodologias comuns como imagens de microscópio e eletrodos, que já são comuns em laboratórios de neurologia.
Ações de Bioprintagem
1. BICO Group AB
A equipe do Prof. Zhang usou uma impressora Cellink para realizar sua bioprintagem de tecidos cerebrais.
Em 2021, a Cellink foi renomeada como BICO Group, após sua aquisição da Cytena em 2019 e da Scienion em 2020. Cellink ainda é o nome da marca para a parte de bioprintagem do negócio.
A bioprintagem representou, no terceiro trimestre de 2023, US$ 16 milhões em vendas, além de US$ 28 milhões em biosciências e US$ 12 milhões em bioautomação.
Fonte: BICO Group AB
Embora não seja a única no campo, a Cellink é claramente um fabricante de equipamentos de bioprintagem muito avançado. A conquista do Prof. Zhang ao usar essas máquinas demonstra seu potencial na pesquisa em neurologia, um campo que até agora não utiliza realmente a bioprintagem.
A longo prazo, as empresas de bioprintagem provavelmente evoluirão de fornecer ferramentas para pesquisadores a se tornarem fornecedoras de terapias de bioprintagem para pacientes das empresas farmacêuticas. Isso, por sua vez, mudará completamente o número de bioprintadores em uso e, mais importante, o volume de consumíveis vendidos a cada mês.
Esse é o mesmo processo que ocorreu com outros fabricantes de equipamentos de biolaboratórios, incluindo máquinas de sequenciamento genômico da PacBio (PACB) e da Illumina (ILMN), que acabam obtendo 80 % de suas receitas de vendas recorrentes de consumíveis.
2. Organovo
(ONVO )
A tecnologia proprietária da Organovo usa tecidos humanos impressos em 3D para imitar aspectos‑chave dos tecidos humanos reais, incluindo composição, arquitetura, função e doença.
Isso foi usado para encontrar novas moléculas com potencial terapêutico. Ao validar primeiro as moléculas potenciais no modelo de tecido 3D, a empresa espera reduzir o risco de falhas nos ensaios clínicos, graças a um modelo celular in vitro mais realista antes de qualquer teste em humanos.
O pipeline da Organovo está focado em Doença Inflamatória Intestinal (IFD) e fibrose hepática, com um programa na fase 2/3 do ensaio clínico e outro na fase 1. Os resultados do POC da fase 2a são esperados no segundo semestre de 2025.
Fonte: Organovo
Houve 2,1 milhões de casos nos EUA em 2022 e 13 milhões de casos globalmente de colite ulcerativa, uma forma de IFD, representando um mercado de US$ 6,6 bilhões. Espera‑se que continue crescendo a uma taxa de 6 % ao ano até 2032, atingindo um mercado de US$ 12 bilhões.
Como a Organovo usa uma simulação realista do tecido intestinal, com epitélio polarizado e camada intersticial, é provável que tenham uma boa representação in vitro de como seu medicamento atuará em um paciente.
Fonte: Organovo
Isso torna a Organovo uma ação interessante para investidores que buscam capitalizar nos primeiros dias da bioprintagem e seu uso como modelo para empresas de biotecnologia descobrirem novas terapias.
