Uso de abordagens de biomateriômica para identificar, caracterizar e validar biomateriais para produção de tecidos neurais sintéticos

• Processo: 22/15909-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Morfologia - Citologia e Biologia Celular
• Pesquisador responsável: Marimélia Aparecida Porcionatto
• Beneficiário: Bruna Maria Manzini
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/12605-8 - Desenvolvimento de microplataformas brain-on-a-chip para modelagem do sistema nervoso central in vitro, AP.TEM
• Assunto(s): Bioimpressão tridimensional Biomateriais Sistema nervoso central Engenharia tecidual Tecido nervoso Bioengenharia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimpressão 3D | Biomaterial | Sistema Nervoso Central | tecido neural | Bioengenharia Tecidual

Resumo

O uso de sistemas biológicos artificiais é amplo, sendo aplicáveis em engenharia de tecidos, ensaios in vitro e in vivo, entre outros. Nesses sistemas busca-se representar a complexidade dos tecidos nativos, combinando biomateriais, células e uma grande diversidade de biomoléculas. Para se obter a melhor representação do tecido nativo pelo tecido biomimético, é fundamental conhecer a correlação entre os processos de fabricação, a estrutura e as diferentes propriedades dos materiais, visando otimizar a escolha diante da aplicação desejada. Ferramentas computacionais, como aprendizado de máquina e análises ômicas, podem ser uma maneira promissora de prever propriedades dos materiais e sua interação com os componentes biológicos do construto, fornecendo informações experimentais valiosas. No entanto, as estruturas dos materiais podem apresentar heterogeneidade em escalas que variam de nano- a milimétrica. Consequentemente, compreender a hierarquia estrutural pode demandar um número grande de parâmetros. Atualmente, métodos computacionais auxiliam na compreensão da estrutura de materiais avançados, impulsionando a sua aplicação para desenvolvimento de dispositivos biomédicos, novos modelos complexos para estudos de doenças, entre outras aplicações. Além disso, a biocompatibilidade do material pode ser analisada e processos multiescala podem ser explorados. É possível integrar elementos celulares às informações referentes à arquitetura tissular, incorporando as diversas funções exercidas por cada elemento do sistema. A biomateriômica é a ciência que permite estudar a complexidade de sistemas de materiais biológicos, as suas propriedades, funcionalidades, vínculos entre processos fundamentais, interações entre as estruturas em diferentes escalas. Sendo assim, o objetivo deste projeto é identificar, caracterizar e validar biomateriais para fabricação de sistemas complexos que mimetizem o tecido neural. Utilizando métodos computacionais buscaremos identificar materiais com potencial para uso em bioimpressão 3D que agreguem características que reproduzam o microambiente do tecido neural. Adicionalmente, esperamos encontrar materiais com potencial para direcionar a diferenciação de células-tronco com pluripotência induzida (iPSC) em células neurais. (AU)