Formas 3D que imitam partes do corpo criadas a partir de tecido vivo: Estudo

Em um avanço em direção à biologia básica, os pesquisadores foram capazes de criar formas 3D complexas a partir de tecidos vivos, em uma etapa que poderia explicar melhor as características da anatomia humana.

Tecnologia de impressão 3D, tecidos vivos, University of California San Francisco, fibras de matriz, biologia fundamental, princípios de engenharia, células biológicas, desenvolvimento de embriõesAs células colaboraram mecanicamente por meio de uma teia dessas fibras para se dobrar de maneiras previsíveis, imitando os processos naturais de desenvolvimento. (Fonte da imagem: University of California, San Francisco)

Os cientistas desenvolveram uma maneira de recriar formas dobradas em 3D complexas de tecidos vivos, um avanço que pode ajudar a entender melhor a biologia fundamental. Ao padronizar células mecanicamente ativas de camundongos ou humanas em camadas finas de fibras da matriz extracelular, os pesquisadores puderam criar tigelas, espirais e ondulações de tecido vivo.

As células colaboraram mecanicamente por meio de uma teia dessas fibras para se dobrar de maneiras previsíveis, imitando os processos naturais de desenvolvimento. O desenvolvimento está começando a se tornar uma tela para a engenharia e, ao quebrar a complexidade do desenvolvimento em princípios mais simples de engenharia, os cientistas estão começando a entender melhor e, em última instância, controlar a biologia fundamental, disse Zev Gartner, da Universidade da Califórnia, em San Francisco nos E.U.A.

Neste caso, a capacidade intrínseca das células mecanicamente ativas para promover mudanças na forma do tecido é um chassis fantástico para a construção de tecidos sintéticos complexos e funcionais, disse o Gartner. Os laboratórios já usam impressão 3D ou micro-moldagem para criar formas 3D para engenharia de tecidos, mas o produto final muitas vezes perde as principais características estruturais dos tecidos que crescem de acordo com programas de desenvolvimento.



A abordagem do laboratório Gartner usa uma tecnologia de padronização de células 3D de precisão chamada montagem de células programada por DNA (DPAC) para configurar um modelo espacial inicial de um tecido que então se dobra em formas complexas de maneiras que replicam como os tecidos se montam hierarquicamente durante o desenvolvimento .

Estamos começando a ver que é possível quebrar os processos naturais de desenvolvimento em princípios de engenharia que podemos então reaproveitar para construir e compreender os tecidos, disse Alex Hughes, um pós-doutorado na UCSF. Foi surpreendente para mim como essa ideia funcionou bem e como as células se comportam de maneira simples, disse o Gartner. Essa ideia nos mostrou que, quando revelamos princípios de design de desenvolvimento robustos, o que podemos fazer com eles do ponto de vista da engenharia é apenas limitado pela nossa imaginação, disse ele.

Alex foi capaz de fazer construções vivas que mudavam de forma de maneiras muito próximas do que nossos modelos simples previam, acrescentou ele. Os pesquisadores agora estão curiosos para saber se podem costurar o programa de desenvolvimento que controla a dobra do tecido junto com outros que controlam a padronização do tecido. Eles também esperam começar a entender como as células se diferenciam em resposta às mudanças mecânicas que ocorrem durante o dobramento do tecido in vivo, inspirando-se em estágios específicos do desenvolvimento do embrião.