Injectável ‘pele em uma seringa’ pode curar queimaduras sem cicatrizes

Enquanto temos pele saudável, não pensamos muito a respeito. No entanto, quando sofremos ferimentos graves ou outras lesões, fica claro que a pele é a proteção do corpo contra o mundo externo. Ajudar o corpo a restaurar a barreira da pele após uma queimadura grave pode, portanto, ser uma questão de vida ou morte.

Queimaduras extensas são frequentemente tratadas com o transplante de uma fina camada da parte superior da pele, a epiderme. Essa camada é basicamente composta por um único tipo de célula. Transplantar apenas essa parte da pele leva a cicatrizes severas.

Abaixo da epiderme, existe uma camada de pele mais espessa e avançada chamada derme. Ela contém vasos sanguíneos, nervos, folículos capilares e outras estruturas necessárias para a função e elasticidade da pele. No entanto, transplantar também a derme raramente é uma opção, pois o procedimento deixa uma ferida tão grande quanto a ferida a ser curada.

A solução é criar uma nova pele que não se torne tecido cicatricial, mas sim uma derme funcional.

“A derme é tão complicada que não conseguimos cultivá-la em laboratório. Nem sabemos quais são todos os seus componentes. É por isso que nós, e muitos outros, acreditamos que poderíamos possivelmente transplantar os blocos de construção e deixar o corpo formar a derme por conta própria”, diz Johan Junker, pesquisador do Centro Sueco de Medicina de Desastres e Traumatologia e docente de cirurgia plástica na Universidade de Linköping, que liderou o estudo publicado na Advanced Healthcare Materials.

O tipo celular mais comum na derme, a célula do tecido conjuntivo ou fibroblasto, é fácil de remover do corpo e cultivar em laboratório. O fibroblasto também apresenta a vantagem de poder se desenvolver em tipos celulares mais especializados, dependendo do que é necessário. Os pesquisadores por trás do estudo fornecem uma estrutura para que as células cresçam em pequenas esferas porosas de gelatina, uma substância semelhante ao colágeno da pele. No entanto, um líquido contendo essas esferas derramado sobre uma ferida não permanecerá no local.

A solução dos pesquisadores para esse problema é misturar as esferas de gelatina com um gel composto por outra substância específica do corpo, o ácido hialurônico. Quando as esferas e o gel são misturados, eles se conectam usando o que é conhecido como química de cliques. O resultado é um gel que, de forma simplificada, pode ser chamado de pele em uma seringa.

“O gel tem uma característica especial que faz com que ele se torne líquido quando exposto a uma leve pressão. Você pode usar uma seringa para aplicá-lo a uma ferida, por exemplo, e uma vez aplicado, ele se torna gelatinoso novamente. Isso também torna possível imprimir o gel em 3D com as células nele”, diz Daniel Aili, professor de física molecular na Universidade de Linköping, que liderou o estudo junto com Johan Junker.

No estudo atual, os pesquisadores imprimiram em 3D pequenos discos que foram colocados sob a pele de camundongos. Os resultados apontam para o potencial dessa tecnologia para ser usada para cultivar as próprias células do paciente a partir de uma biópsia mínima da pele, que são então impressas em 3D em um enxerto e aplicadas na ferida.

“Observamos que as células sobrevivem e é claro que produzem diferentes substâncias necessárias para criar uma nova derme. Além disso, vasos sanguíneos se formam nos enxertos, o que é importante para a sobrevivência do tecido no corpo. Consideramos esse material muito promissor”, diz Johan Junker.

Os vasos sanguíneos são fundamentais para uma variedade de aplicações de materiais semelhantes a tecidos desenvolvidos em laboratório. Cientistas podem cultivar células em materiais tridimensionais que podem ser utilizados para construir organoides, ou seja, mini versões de órgãos. Mas existe um gargalo relacionado a esses modelos de tecido; eles carecem de vasos sanguíneos para transportar oxigênio e nutrientes para as células. Isso significa que há um limite para o tamanho das estruturas antes que as células no centro morram devido à deficiência de oxigênio e nutrientes.

Os pesquisadores da LiU podem estar um passo mais próximos de resolver o problema do suprimento de vasos sanguíneos. Em outro artigo, também publicado na Advanced Healthcare Materials, os pesquisadores descrevem um método para fabricar fios a partir de materiais que consistem em 98% de água, conhecidos como hidrogéis.

“Os fios de hidrogel tornam-se bastante elásticos, portanto, podemos dar nós neles. Também mostramos que eles podem ser moldados em mini-tubos, pelos quais podemos bombear fluidos ou permitir que células de vasos sanguíneos cresçam”, diz Daniel Aili.

Os mini-tubos, ou canais perfundíveis, como os pesquisadores também os chamam, abrem novas possibilidades para o desenvolvimento de vasos sanguíneos para, por exemplo, organoides.

Lars Kölby, professor de cirurgia plástica no Hospital Universitário Sahlgrenska em Gotemburgo, também participou do projeto. A pesquisa recebeu financiamento de, entre outros, a Fundação Erling-Persson, o Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), o Conselho Sueco de Pesquisa e a Fundação Knut e Alice Wallenberg.