Biofabricação avançada: modelo de scaffolds para M leprae e estudo nos distúrbios ósseos

• Processo: 23/00589-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Acordo de Cooperação: University of Manchester
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Marco Andrey Cipriani Frade
• Beneficiário: Marco Andrey Cipriani Frade
• Pesquisador Responsável no exterior: Glen Cooper
• Instituição Parceira no exterior: University of Manchester, Inglaterra
• Pesquisador Responsável no exterior: Weiguang Wang
• Instituição Parceira no exterior: University of Manchester, Inglaterra
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Guilherme Ferreira Caetano
• Vinculado ao auxílio: 21/13429-1 - Rastreamento clínico e por biomarcadores sorológicos para Hanseníase pelas amostras do inquérito COVID-19 em Ribeirão Preto, AP.R
• Assunto(s): Mycobacterium leprae Hanseníase Tecidos suporte
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Leprosy | Mycobacterium leprae | scaffolds | Bioengenharia no estudo de doenças

Resumo

Surpreendentemente, a hanseníase, também conhecida como lepra, ainda existe e afeta cerca de 200.000 pessoas em todo o mundo. Danos ósseos ocorrem em aproximadamente 80% dos pacientes com hanseníase, predominantemente localizados nas mãos, pés e face. As deformidades esqueléticas faciais e acrais são marcas históricas da hanseníase. O Mycobacterium leprae é o agente causador da hanseníase, um patógeno intracelular obrigatório capaz de invadir o sistema nervoso periférico, causando danos aos nervos, muitas vezes levando à neuropatia periférica. A interação do M. leprae com os nervos periféricos tem sido estudada nas últimas décadas e resultou na caracterização de bactérias e seus receptores envolvidos com as células de Schwann. Em contraste, os mecanismos subjacentes ao dano ósseo induzido pela hanseníase não foram completamente explorados, o que é um grande desafio clínico. Nos ossos afetados, macrófagos repletos de M. leprae podem ser observados na cavidade medular e destruição óssea trabecular. Sinais de periostite, diferentes graus de reabsorção da falange, cistos ósseos, perda de trabeculação e osteoporose são relatados. Isso porque a invasão do M. leprae gera moléculas que inibem a mineralização dentro da estrutura óssea. O gene regulador do fosfato Zn-metaloendopeptidase com homologias com a endopeptidase no cromossomo X (PHEX) é uma proteína regulatória chave na formação da hidroxiapatita e na mineralização óssea, uma vez que a proteína se liga nos osteoblastos e na fosfoglicoproteína extracelular da matriz (MEPE), protegendo-a da hidrólise por catepsina B proteases. Essa protease, secretada por osteoblastos, é relatada como elevada em pacientes com hanseníase, levando a danos ósseos, chegando à amputação de membros, em alguns casos. Foi relatado que a hidrólise de MEPE gera moléculas que inibem a cristalização de oxalato de cálcio e o crescimento de cristais na matriz extracelular, bem como, foram capazes de inibir a mineralização em culturas de osteoblastos. A cultura do M. leprae in vitro em abordagens 2D e 3D (scaffolds) pode contribuir de forma crucial para a compreensão do mecanismo de remodelação óssea afetado. Foi demonstrado pelo modelo ex vivo de pele humana (hOSEC) que o bacilo altera completamente a imunologia (expressão de citocinas). (AU)