Um ombro robótico que estica, pressiona e torce o tecido do tendão humano cultivado em laboratório pode abrir caminho para enxertos de tecido mais bem-sucedidos.
Embora o campo da engenharia de tecidos ainda seja experimental, até agora, células da pele, cartilagem e até mesmo uma traqueia cultivada a partir de amostras de células humanas foram implantadas em pacientes.
Mas o crescimento de células de tendão humano utilizáveis, que precisam se esticar e serem torcidos, provou ser mais complicado. Nas últimas duas décadas, os cientistas aumentaram o crescimento e a maturação de células e tecidos de tendão cultivados, esticando-os repetidamente em uma direção. No entanto, esta abordagem até agora não conseguiu produzir enxertos de tecido totalmente funcionais que pudessem ser usados clinicamente, em corpos humanos.
Um novo estudo, publicado em maio na Communications Engineering, mostra como robôs humanoides podem ser usados para fazer tecido de tendão projetado que é mais parecido com o real.
“A necessidade clínica existe claramente”, diz Pierre-Alexis Mouthuy, da Universidade de Oxford, no Reino Unido, que liderou a equipe. “Se pudermos criar enxertos in vitro de boa qualidade para uso clínico, seria muito útil para melhorar os resultados dos pacientes. Qualquer melhoria seria mais do que bem-vinda”.
O primeiro passo envolveu redesenhar a câmara de teste que abriga as células, conhecida como biorreator, para anexá-la a um ombro de robô humanoide que pode dobrar, empurrar, puxar e torcer células da mesma forma que os tecidos musculoesqueléticos.
Enquanto os biorreatores tradicionais se assemelham a caixas rígidas, a equipe criou um novo e flexível, no qual células de fibroblastos humanos (células alongadas encontradas em tecidos conjuntivos) são cultivadas em uma espécie de andaime de plástico macio suspenso entre dois blocos rígidos. Eles prenderam essa câmara ao ombro robótico, que passou meia hora por dia durante 14 dias replicando os tipos de movimentos de elevação e rotação que um humano faria.
Depois, descobriu-se que as células do biorreator se reproduziram mais rapidamente do que as amostras que não foram esticadas e expressaram os genes de maneira diferente, embora os pesquisadores ainda não saibam como isso influencia a qualidade do enxerto. A equipe planeja investigar como as células cultivadas em seu novo biorreator se comparam às cultivadas em biorreatores tradicionais.
“O uso de robôs para engenharia de tecidos cria estímulos biomecânicos muito mais realistas, o que vejo como um avanço”, diz Dana Damian, professora da Universidade de Sheffield, no Reino Unido, que não participou do estudo. “O próximo passo é determinar o quanto o envolvimento do robô mostra uma clara melhoria em relação ao uso de biorreatores convencionais”.
A tecnologia pode ser usada para produzir tecido para reparar lesões nos tendões do manguito rotador, um problema muito comum no ombro que pode surgir de uma lesão esportiva ou de uma doença como tendinite, que é a causa mais comum de dor no ombro em adultos. Normalmente, os cirurgiões usam suturas para reconectar tendões quebrados ao osso, um reparo que falha em cerca de 40% dos casos devido à má cicatrização do tecido. Enxertos de tecido cultivados usando estimulação de robôs humanoides podem cicatrizar com mais sucesso.
A técnica ainda está longe de produzir um enxerto de tecido tendinoso totalmente funcional, mas os pesquisadores dizem que uma abordagem semelhante poderia ter outras aplicações, criando melhores músculos ou ligamentos em biorreatores, por exemplo. Além disso, a equipe sugere que os robôs poderiam ser adaptáveis para combinar com a fisiologia do próprio paciente, personalizando o tecido que produzem.
MIT Technology Review