Desenvolvimento de bio-scaffolds contendo vesículas extracelulares de matriz por impressão 3D: uma abordagem inovadora em regeneração óssea

• Processo: 24/02130-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Pietro Ciancaglini
• Beneficiário: Pietro Ciancaglini
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/08568-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/12254-1 - Desenvolvimento de bio-scaffolds contendo vesículas extracelulares de matriz por impressão 3D: uma abordagem inovadora em regeneração óssea, BP.JD
• Assunto(s): Amido Colágeno Impressão tridimensional Proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amido | Bio-scaffold ósseo | colageno | impressão 3D | Regenaração óssea | Vesículas de Matriz | Proteína

Resumo

Apesar da notável capacidade regenerativa do osso, condições patológicas e lesões de tamanho crítico podem impedir seu reparo eficiente. Nesse contexto, a engenharia de tecidos ósseos tem se destacado como área de pesquisa crucial medicina regenerativa. Recentemente, as vesículas extracelulares de matriz (MVs), utilizadas como uma terapia livre de células, surgiram como promissora estratégia para a regeneração óssea. Contudo, a administração de MVs na forma livre é desafiadora devido à sua rápida eliminação pelo organismo. Assim, este projeto propõe a produção e caracterização de scaffolds tridimensionais à base de biopolímeros e colágeno, incorporados com MVs, visando sua aplicação inovadora na regeneração do tecido ósseo. O design dos scaffolds buscará mimetizar o microambiente da matriz extracelular óssea, favorecendo o reconhecimento, proliferação e diferenciação celular. Para aprimorar as propriedades reológicas de géis de colágeno, permitindo a impressão 3D, serão desenvolvidos hidrogéis contendo misturas com amido e carragenanas. As MVs serão isoladas de pré-osteoblastos MC3T3, caracterizadas com relação às suas propriedades físico-químicas e capacidade de mineralização, e incorporadas aos hidrogéis. A produção dos scaffolds ocorrerá via impressão 3D por extrusão, visando obter materiais com propriedades mecânicas similares ao osso trabecular, porosidade controlada e personalização ao tamanho e forma dos defeitos. Este projeto ampliará a utilização do amido na produção de biomateriais personalizados, quando adicionado ao colágeno e modificado com MVs, e também representa uma abordagem inovadora para a regeneração óssea por meio do uso de biopolímeros, obtidos de fontes renováveis. Além disso, as carragenanas possuem estrutura que se assemelham ao sulfato de condroitina, importante componente da matriz extracelular óssea e possuem propriedades reológicas superiores a este, permitindo a obtenção de hidrogéis. A metodologia proposta incluirá avaliações in vitro, visando a compreensão abrangente do potencial osseoindutor dos scaffolds através da diferenciação de cultura de células mesenquimais extraídas da medula óssea de camundongos. Espera-se que os resultados desta proposta contribuam para uma alternativa eficaz e promissora para a regeneração do tecido ósseo, além de potencial valor patentário e benefícios substanciais à saúde humana. (AU)