Estratégias para o reparo tecidual: de modelos com monocultura a sistemas biomiméticos in vitro
“Reparo tecidual; Monocultura; Co-cultura; Bioimpressão 3D; Sistemas biomiméticos; Pele e Mucosa Oral”
O reparo de lesões envolve um processo complexo, especializado e multifásico de resposta celular. Complicações nesse processo podem resultar em tecido cicatricial anormal, infecções e reparo prolongado, afetando a qualidade de vida dos pacientes e impactando nos custos dos sistemas de saúde publica. Esse estudo objetiva principalmente aplicar técnicas de cultura celular para explorar estratégias emergentes em reparo de lesões. A pesquisa está organizada em três capítulos, sendo eles: (1) O Capítulo 1 tem como objetivo avaliar os feitos da curcumina em queratinócitos e fibroblastos expostos à radiação ionizante e estímulos bacterianos. Utilizando modelos em monocultura e em cocultura, foram realizados ensaios de scratch, viabilidade celular, imunofluorescência e expressão gênica. Os resultados mostram a importância da comunicação celular para o reparo de lesões. A curcumina auxiliou o fechamento de lesões e aumentou a viabilidade celular em queratinócitos, enquanto apresentou resultados variáveis na resposta dos fibroblastos. A expressão gênica envolvida em vias de reparo mostrou que a curcumina modula queratinócitos e fibroblastos de maneira distinta. Esses resultados sugerem o uso potencial da curcumina no reparo tecidual destacando a necessidade de mais pesquisas para o uso terapêutico durante a radioterapia. (2) O Capítulo 2 objetiva resumir os métodos existentes de bioimpressão 3D para equivalentes de pele carregados com queratinócitos e fibroblastos. Esta revisão metodológica incluiu 19 estudos publicados entre 2018 e 2023. Os estudos relataram uma variedade de protocolos de bioimpressão com diferentes bioinks multimateriais. Gelatina, fibrinogênio e alginato foram os componentes mais utilizados, possivelmente por suas propriedades mecânicas e alternativas de crosslink. A técnica por extrusão foi a mais empregada e os ensaios aplicados variaram desde a caracterização da bioink, com propriedades reológicas e qualidade da impressão, até implantação em animais com localização celular e análise tecidual. Embora a bioimpressão de equivalentes de pele carregados com células tenha feito avanços significativos, vários desafios permanecem para sua aplicação e reprodutibilidade. Inovações contínuas em bioinks, otimização de parâmetros de impressão e estratégias para maturação e integração de tecidos são essenciais para a pesquisa translacional e aplicação de substitutos bioimpressos em casos clínicos. (3) Por fim, o Capítulo 3 tem o objetivo de desenvolver um scaffold 3D biomimético capaz de fazer entrega de células epiteliais. A bioink comercial Lifeink® 220 (Cellink, Bico Company) foi carregada com queratinócitos e utilizada para imprimir tubos lineares em diferentes geometrias de scaffold com uma bioprinter BioAssemblyBot 200 da Advanced Solutions. Para a bioink, os parâmetros de bioimpressão foram padronizados e a printabilidade e estabilidade foram analisadas. As respostas celulares foram avaliadas de acordo com a migração celular, número de células e unidades de expansão celular usando microscopia fluorescente e ferramentas de análise de imagens no software QuPath. Ambos o modelo do scaffold e a densidade celular inicial foram capazes de modular a resposta celular e otimizar o recobrimento da área. Equações para a translação dos resultados experimentais em cenários de aplicação clínica foram propostas. No geral, as técnicas usadas nesse projeto mostram potencial na melhoria das respostas celulares com a finalidade de reparo, evidenciando que o desenvolvimento contínuo de sistemas 3D bioimpressos é promissor para desfechos clínicos de feridas abertas.