Hidrogéis tecido-específicos derivados de matriz extracelular descelularizada com propriedades mecânicas ajustáveis: caracterização e aplicações na área (bio)médica

• Processo: 21/11161-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência: 01 de fevereiro de 2022 - 31 de janeiro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biologia Geral
• Pesquisador responsável: Renata Francielle Bombaldi de Souza
• Beneficiário: Renata Francielle Bombaldi de Souza
• Empresa Sede: Tissuelabs Pesquisa e Desenvolvimento Ltda
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São Paulo
• Pesquisadores associados: Fernanda Carla Bombaldi de Souza ; Gabriel Romero Liguori
• Vinculado ao auxílio: 19/23104-2 - Desenvolvimento de um hidrogel mimético à matriz extracelular para aplicações em bioimpressão 3D: intervenções químicas para otimização biomecânica, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/01527-1 - Hidrogéis tecido-específicos derivados de matriz extracelular descelularizada com propriedades mecânicas ajustáveis: caracterização e aplicações na área (bio)médica, BP.PIPE
• Assunto(s): Propriedades mecânicas Engenharia tecidual Bioimpressão tridimensional Matriz extracelular Biomateriais Hidrogéis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimpressão 3D | Biomateriais | Engenharia de Tecidos | Hidrogéis | matriz extracelular | Propriedades mecânicas | Engenharia de Tecidos

Resumo

A bioimpressão 3D baseada na tecnologia de extrusão é uma das mais utilizadas para obtenção de estruturas complexas. O material utilizado, ou biotinta, necessariamente um hidrogel, deve exibir um compromisso entre sua printabilidade e biocompatibilidade, ou seja, apresentar comportamento reológico adequado para extrusão, mantendo adequada retenção de forma e fornecendo um ambiente amigável e pró-regenerativo para as células vivas. Hidrogéis derivados de matriz extracelular descelularizada (dECM) são de especial interesse para a formulação de biotintas pois fornecem às células um conjunto de propriedades e sinalizações tecido-específicas. Apesar de estes hidrogéis representarem muito bem o microambiente bioquímico, eles ainda carecem de propriedades reológicas e biomecânicas adequadas. Durante a Fase 1 do projeto PIPE, utilizamos uma abordagem de reforço físico das matrizes e otimizamos uma formulação de biotinta à base de dECM e polissacarídeos, que alia printabilidade e biocompatibilidade. Além disso, exploramos o uso de um agente de reticulação química covalente e mostramos que o uso desse composto pode gerar géis mais resistentes e mais facilmente manipuláveis. Agora, nesta segunda fase do PIPE, iremos realizar a translação dos achados que foram obtidos anteriormente para um dos tipos de dECM, a derivada de aorta, para formulações contendo diferentes tipos de tecidos e órgãos descelularizados, sendo eles: tecido adiposo, osso, cartilagem, músculo, miocárdio, pulmão, pele, cérebro, rim, fígado, baço, pâncreas, cólon e estômago. As condições utilizadas para cada tipo de reforço são ajustáveis, e por isso a resistência do material final pode ser adaptada à aplicação desejável. Além da caracterização bioquímica, reológica e biomecânica dos hidrogéis, será investigada sua influência na adesão, viabilidade, proliferação e diferenciação celular. Propomos também a bioimpressão de um modelo do tecido osteocondral com gradiente de propriedades biomecânicas conferido pelo uso de diferentes biotintas, a fim de demonstrar a diferenciação espacialmente direcionada de células-tronco derivadas do tecido adiposo. Por fim, para demonstrar a bioimpressão de um tecido mole, é proposta a impressão de um modelo de ventrículo em um banho de suporte, utilizando, para isso, cardiomiócitos derivados de células tronco pluripotentes induzidas (iPSC-CM). A partir desses resultados, esperamos criar uma linha de produtos - baseados nos diferentes tecidos estudados - para pesquisadores trabalhando em diversas áreas das ciências biomédicas. (AU)