Cientistas poloneses imprimiram o primeiro pâncreas biônico do mundo com vasos

Células da glândula

O primeiro pâncreas biônico do mundo com vasos sangüíneos foi impresso por cientistas poloneses da Fundação para Pesquisa e Desenvolvimento Científico, um trabalho exclusivo liderado pelo Dr. Michal Wshola . Em abril, os cientistas planejam implantar as pétalas e ilhotas do pâncreas em ratos para testar sua função em um organismo vivo. As experiências com porcos estão agendadas para outubro de 2019.

"Ninguém nunca desenvolveu um órgão parenquimatoso com vascularização completa", disse o cirurgião de transplante Dr. Michal Vshola. Anteriormente, ele desenvolveu um novo método para o tratamento minimamente invasivo do diabetes complicado, usando o transplante endoscópico de ilhotas pancreáticas sob a mucosa gástrica. Seu novo projeto, o pâncreas biônico, também poderá tratar o diabetes no futuro.

O pâncreas impresso consiste exclusivamente em ilhotas pancreáticas; ela não tem função exócrina . Os pesquisadores acreditam que ela será capaz de restaurar a produção de insulina no corpo de um paciente com diabetes. Atualmente, isso só é possível administrando o hormônio usando um dispensador ou bomba de insulina.



Michal Vshola, cirurgião, especialista em transplantes

“O pâncreas humano produz suco pancreático , o que nos ajuda a digerir os alimentos. Ela também carrega cerca de um milhão de ilhotas pancreáticas, pequenas saliências constituídas por células alfa e beta que produzem insulina e glucagon . Ilhotas pancreáticas são danificadas em pessoas com diabetes, elas não têm células que produzem insulina e glucagon. Apenas suco pancreático é produzido. Portanto, eles usam injeções de insulina. Decidimos cultivar um órgão que produzirá insulina e glucagon usando células alfa e beta ”, disse o Dr. Vshola ao PAP em entrevista.

Cientistas poloneses pegaram células de ilhotas de animais e as misturaram com bio - tinta - uma substância que permite que as células sobrevivam. O bioprinter começou a colocá-los no biorreator de acordo com o esquema tridimensional desenvolvido anteriormente. Ao mesmo tempo, usando uma segunda seringa, os pesquisadores imprimiram vasos sanguíneos através dos quais o sangue fluiria no órgão.

“Depois de imprimir nosso pâncreas, não vimos como parecia natural, não estávamos nem um pouco interessados ​​nele. Confirmamos que conseguimos imprimir um órgão com 1 a 1,5 cm de espessura e que esse órgão possui uma vasculatura densa, para que todas as células ilhotas do pâncreas sejam bem supridas com glicose e oxigênio ”, diz o Dr. Vshola.

Os engenheiros poloneses precisavam criar a bio tinta certa, porque nenhuma das tintas existentes era adequada para esse experimento. Outra dificuldade foi garantir que o líquido na seringa, no cartucho - após impressão e exposição a fatores físicos e químicos - se tornasse denso e formasse camadas, além de reter sua estrutura.

“Um estudo matemático nos permitiu avaliar como esse órgão será funcional após a ativação do fluxo sanguíneo. Como o sangue se comportará neste órgão, dependendo de vários valores de sua pressão e hematócrito - o número de glóbulos vermelhos no sangue ". Alguns vasos tiveram que ser alongados, outros tiveram que ser encurtados ”, diz o Dr. Vshola.



Cientistas no trabalho

Em abril, as pétalas pancreáticas com ilhotas serão testadas em ratos. Esses testes terminam em junho. Em outubro de 2019, um grande fragmento do pâncreas com vários centímetros de tamanho com vasos será testado em porcos. "Precisamos verificar como o órgão funcionará em um organismo vivo, como a microcirculação se formará nele e como sua estrutura mudará", diz o Dr. Vshola.

Segundo o médico, ninguém fez isso antes. “Em outros experimentos, os andaimes biodegradáveis ​​são preenchidos por células e depois implantados em seres humanos. Isso pode ser usado apenas para certos tipos de tecidos, como cartilagem, ossos, traquéia ou bexiga, mas não para o fígado, pâncreas, rins ou pulmões, porque esses são órgãos parenquimatosos que precisam de uma vasculatura. A vascularização era um grande problema ”, diz ele.

"Em 14 de março, durante um leilão de caridade de artigos científicos, apresentaremos os resultados de nosso trabalho sobre o pâncreas biônico e esperamos estabelecer contatos com a empresa com vistas a um maior desenvolvimento", diz o Dr. Vshola. Ele explica que foi este pâncreas biônico que foi impresso a partir de células de porco: "Mas isso não é importante, pois o consideramos como um exemplo".

O Projeto de Impressão 3D do Pâncreas Biônico, implementado pela Fundação para Pesquisa e Desenvolvimento Científico , é co-financiado pelo Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento através do programa STRATEGMED III. Os membros do consórcio incluem o Instituto Nencki , a Universidade de Tecnologia de Varsóvia , a Universidade Médica de Varsóvia , o Hospital Jesus Infantil e o MediSpace . O objetivo do projeto é aumentar o pâncreas personalizado a partir das células-tronco do paciente, o que eliminaria a resposta imune.

Os iniciadores e fundadores da Cellink , pioneira em bioprinting 3D, estão interessados ​​em pesquisar o consórcio polonês. Eric Gatenholm e Hector Martinez visitarão o laboratório da Fundação e participarão de um leilão de caridade destinado a arrecadar fundos para pesquisas.