Optimization and standardization of the manufacture of an extracellular matrix mimetic hydrogel for applications in Regenerative Medicine, Tissue Engineering and other in vitro studies

• Grant number: 19/07388-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: March 01, 2019
• End date: November 30, 2019
• Field of knowledge: Biological Sciences - Biology
• Principal Investigator: Gabriel Romero Liguori
• Grantee: Gabriel Romero Liguori
• Company: Tissuelabs Pesquisa e Desenvolvimento Ltda
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Associated research grant: 18/15450-5 - Optimization and standardization of the manufacture of an extracellular matrix mimetic hydrogel for applications in regenerative medicine, tissue engineering and other in vitro studies, AP.PIPE

Abstract

O desenvolvimento de hidrogéis para aplicação em Medicina Regenerativa, Engenharia de Tecidos e estudos in vitro que requerem culturas celulares tridimensionais tem sido foco de intenso investimento por parte de universidades e empresas ao redor do mundo. Esses hidrogéis procuram mimetizar características do ambiente da matriz extracelular, como pistas bioquímicas e estímulos biomecânicos. Levando em consideração a importância dos componentes da matriz extracelular de cada tipo específico de tecido, hidrogéis derivados de matriz extracelular descelularizada passaram a ser utilizados com a proposta de fornecer às células um conjunto de propriedades e sinalizações do microambiente nativo, estruturais e biológicas, capazes de atuar como a própria matriz, suportando e orientando a adesão, proliferação e diferenciação celular. Entretanto, o processo atual para fabricação de tais hidrogéis é completamente manual e em escala reduzida, consumindo proporcionalmente muitos recursos - tanto materiais quanto humanos - e apresentando consideráveis variações entre lotes. Com o objetivo de transformar tais hidrogéis em um produto comercial, que possa ser utilizado por qualquer pesquisador interessado em realizar cultura celular tridimensional, esse processo precisa ser otimizado de maneira a superar esses dois grandes desafios técnico-científicos: a reprodução do processo em grande escala e a padronização da produção. O objetivo primário do presente projeto é a otimização e padronização do processo de fabricação de um hidrogel derivado de matriz extracelular descelularizada, através da mecanização dos protocolos de descelularização e gelificação, bem como da introdução de processos de refinamento do hidrogel. Para isso, serão confeccionados dois biorreatores, um para o processo de descelularização e um para o processo de gelificação e será desenvolvido um protocolo de purificação do hidrogel. Secundária e consequentemente a isso, objetiva-se avaliar as propriedades bioquímicas e biomecânicas desse hidrogel e sua capacidade de suportar a cultura celular tridimensional. Em suma, o presente projeto pretende avaliar a viabilidade técnico-científica da fabricação de um hidrogel de matriz extracelular descelularizada, para cultura celular tridimensional, em escala industrial. (AU)