Regeneração de Tecidos Musculares

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Fibras musculares bioengenharadas ajudam a regenerar o
tecido danificado
Uma nova estratégia de regeneração de tecidos que emprega a reprogramação direta de células em
combinação com um novo andaime híbrido mostra promessa em estudo de prova de conceito.
Músculo esquelético sob microscópio. Crédito da imagem: Shutterstock
Pesquisadores do Centro de Nanomedicina dentro do Instituto de Ciência Básica (IBS), da Universidade
Yonsei e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) demonstraram a capacidade de regenerar
com sucesso o tecido muscular em modelos de camundongos a partir de células transplantadas.
Os músculos esqueléticos têm a capacidade de regenerar por conta própria, mas a grande perda
muscular de volume, que pode ocorrer após lesões graves ou tratamentos, como a remoção do tumor,
requer suporte intervencionista. Estes geralmente incluem enxertos cirúrgicos seguidos de fisioterapia, e
enquanto os pacientes podem experimentar algum grau de recuperação, esses procedimentos cirúrgicos
muitas vezes levam à redução da função muscular e alguns pacientes até experimentam insuficiência
completa do enxerto.
“Esses procedimentos requerem um local cirúrgico secundário, que pode resultar em morbidade do local
doador, e podem não fornecer reconstrução eficaz ou reinervação funcional do tecido muscular
lesionado”, escreveram os autores. “Essas deficiências muitas vezes resultam em déficits funcionais
crônicos, o que pode levar a incapacidade, fraqueza ou comprometimento da qualidade de vida”.
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Para melhorar a recuperação a longo prazo, pesquisas nos últimos anos exploraram a indução da
regeneração natural do músculo esquelético através de células-tronco transplantadas. Enquanto os
pesquisadores estão esperançosos de que este é um caminho a seguir na medicina regenerativa, as
limitações têm dificultado a tradução deste tratamento em um ambiente clínico.
Por um lado, o crescimento de células suficientes no local da lesão – onde milhões a bilhões de células
maduras podem ser necessárias para fornecer benefícios terapêuticos – ainda é um desafio, além de
garantir que as células transplantadas se diferenciem adequadamente em tecidos musculares com
estruturas desejáveis. Isso geralmente é alcançado usando andaimes sintéticos ou naturais que são
usados para controlar o microambiente das células e promovem o crescimento. No entanto, ainda
existem problemas relacionados ao quão bem eles podem suportar o desenvolvimento de novos tecidos
e quão bem eles podem se integrar dentro do tecido do hospedeiro sem serem rejeitados.
Em seu estudo publicado na Advanced Materials, a equipe colaborativa superou esses desafios
implementando uma nova estratégia de regeneração de tecidos que emprega a reprogramação direta de
células em combinação com um novo andaime híbrido feito de um material poroso e um hidrogel de
matriz extracelular muscular descelularizada.
A reprogramação direta de células é fundamental para a criação do novo tecido e é uma abordagem
atraente para a criação de novos tecidos onde há escassez de células proliferantes para reparo. Essa
estratégia permite que os cientistas “reengenharem” células que já são abundantes no corpo, alterando
sua função para fornecer novas células suficientes para restaurar o tecido normal em uma área
danificada. Há também o benefício adicional de que as próprias células de um paciente podem ser
usadas, aumentando a segurança e a taxa de sucesso.
No artigo atual, os fibroblastos – células comumente encontradas em tecidos conjuntivos e envolvidas na
cicatrização natural de feridas – foram convertidos em um tipo de célula progenitora chamada células
progenitoras induzidas (iMPCs). As células progenitoras podem ser consideradas descendentes de
células-tronco, que quando expostas a biomarcadores específicos, como fatores de transcrição, podem
se diferenciar para criar células especializadas, como novas células musculares.
Os construtos de fibras musculares bioengenharia resultantes mostraram rigidez semelhante à dos
tecidos musculares e exibiram maior diferenciação muscular e alinhamento muscular alongado in vitro. A
implantação de construções musculares de bioengenharia em modelos de camundongos não apenas
promoveu a regeneração muscular com aumento da inervação e angiogênese, mas também facilitou a
recuperação funcional dos músculos danificados.
“A construção muscular híbrida pode ter guiado as respostas de células musculares reprogramadas
exogenamente e infiltrar-se populações de células hospedeiras para melhorar a regeneração muscular
funcional, orquestrando diferenciação, efeito paracrino e remodelação construtiva de tecidos”, escreveu
a equipe.
“Mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos de regeneração muscular por nossas
construções híbridas e capacitar a tradução clínica de plataformas de entrega instrutivas de células”,
concluiu o líder do estudo, o professor Cho Seung-Woo.
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Referência: Yoonhee Jin, et al., Regeneração funcional do músculo esquelético com fibras porosas
termicamente desenhadas e progenitores musculares reprogramados para lesão muscular volumétrica,
Materiais avançados (2021). DOI: 10.1002/adma.202007946
Citações adaptadas do comunicado de imprensa
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202007946
https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000738/selectBoardArticle.do?nttId=19669