Soluções biológicas regenerativas animal-free produzidas por bioimpressão 3D

• Processo: 21/12156-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2024
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Acordo de Cooperação: SEBRAE-SP
• Pesquisador responsável: Janaina de Andrea Dernowsek
• Beneficiário: Janaina de Andrea Dernowsek
• Empresa: Bio.Inn Ltda
• CNAE: Fabricação de preparações farmacêuticas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente
• Município: São Paulo
• Pesquisadores principais: Jeniffer Farias dos Santos
• Pesquisadores associados: Diego Rodney Rodrigues de Assis ; Williane Fernanda Siqueira
• Auxílio(s) vinculado(s): 21/14955-9 - Soluções biológicas regenerativas animal-free produzidas por bioimpressão 3D, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/00258-0 - Mecanismo de ação do QMatrix em pele artificial 3D in vitro, BP.TT; 22/14682-5 - Formulações e otimização de biotintas para bioimpressão de tecido 3D, BP.TT; 22/09943-4 - Formulações e otimização de biotintas para bioimpressão de tecido 3D, BP.TT; 22/07910-1 - Reticulação de solução colagênica com método fotoquímico visando a bioimpressão intradérmica, BP.TT; 22/04205-5 - Mecanismo de ação do QMatrix em pele artificial 3D in vitro, BP.TT
• Assunto(s): Bioengenharia Bioimpressão tridimensional Impressão tridimensional Colágeno Matriz extracelular Sustentabilidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Animal-free | Bioimpressão 3D | colageno | crosslinking | matriz extracelular | Sustentabilidade | Bioengenharia

Resumo

Recentes avanços na manufatura aditiva têm permitido a impressão 3D de materiais biocompatíveis, células e componentes de suporte em complexos tecidos biológicos. Hoje em dia, o processo de bioimpressão 3D pode ser adaptado para produzir tecidos em uma variedade de formatos e complexidades estruturais, além de obter específicas propriedades químicas, biomecânicas e biológicas, visando a criação de biomodelos que mimetizam tecidos próximos dos reais. O presente projeto visa otimizar a plataforma tecnológica QuantumTissue patenteada em 2020. A plataforma é um processo de obtenção de proteínas de matriz extracelulares (MEC) bioidênticas às humanas a partir de tecidos bioimpressos com potencial para produção futura em escala. Um segundo objetivo é o desenvolvimento de potenciais produtos inovadores como uma nova geração de preenchimentos dérmicos, articulares, gel de colágeno para P & D e outros passíveis de exploração. A plataforma "QuantumTissue" tem singularidade tecnológica, pois foi criada a partir da tecnologia de bioimpressão de células humanas delineadas pela autora do projeto e produzida de maneira inovadora. As etapas do bioprocesso mantêm a nobreza das proteínas, mantendo as estruturas fibrilas do colágeno original (processo sem similar encontrado na busca de anterioridade) e propícia para processos otimizados de reticulação (crosslinking) que permitem sua maior longevidade no organismo em aplicações injetáveis e/ou tecidos biofabricados (figura 1). O resultado da plataforma tecnológica desenvolvida pela empresa é uma solução de proteínas da MEC de alta pureza e com características singulares para aplicações nas indústrias alimentícia, cosmética, farmacêutica, odontológica e médica, e em um específico mirando o co-desenvolvimento com indústria farmacêutica de uma nova geração de preenchedores regenerativos, mercado projetado em 10 bilhões de dólares em 2026 e crescimento de 8% ao ano. Em entrevista com mais de 150 pessoas da indústria e 20 especialistas de medicina, validaram-se as hipóteses de que há potencial para obtenção pelo processo proposto de um produto com vantagens competitivas significativas em relação às alternativas de preenchedores dérmicos e articulares atuais. A solução diferencia-se das alternativas baseadas em ácido hialurônico por ter colágeno fibroso e outras proteínas da MEC, proporcionando maior durabilidade das aplicações em vista da sua maior capacidade de reticulação e de promoção de bioestimulação do colágeno do próprio tecido nativo. Diferencia-se das alternativas de compostos sintéticos/colágeno de origem animal por trazer menor risco de reação adversa, dado que estamos propondo uso de compostos orgânicos bioidênticos aos humanos e processo totalmente estéril e livre de moléculas reativas (enzimas e outras moléculas tóxicas). Como metodologia de projeto, otimizaremos o processo tecnológico que possui seis etapas principais: cultivo celular 2D e produção dos esferoides, formulação dos hidrogéis, preparação da biotinta, bioimpressão, homogeneização e extração das proteínas, análises de qualidade/segurança e reticulação. O resultado esperado é um refinamento do processo produtivo de soluções biológicas com propriedades singulares como alto nível de pureza, fibrilar e reticulação melhorada, tornando-o atrativo para setores industriais. Esse trabalho abre oportunidades de desenvolvimento biotecnológico de uma nova geração de preenchedores regenerativos utilizando o que há de mais inovador no campo da biofabricação e avançaria no campo da medicina minimamente invasiva. (AU)