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Cientistas reproduzem tumor cerebral usando tecnologia de impressão 3D

Glioblastoma sendo impresso em 3D - Reprodução/ Youtube/ Universidade de de Tel Aviv
Glioblastoma sendo impresso em 3D Imagem: Reprodução/ Youtube/ Universidade de de Tel Aviv
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Daniel Schultz, Monica Matsumoto, Shridhar Jayanthi, Guilherme Pimentel , Luiz Gustavo Martins e Cristina Schultz

sobre os colunistas

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. É formada em engenharia pelo ITA, doutora em ciências pela USP e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi

Shridhar Jayanthi é agente de patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO). Tem doutorado em engenharia elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de engenheiro de computação pelo ITA. Atualmente, trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Guilherme Pimentel

Guilherme Pimentel é pesquisador no instituto de física da Universidade de Amsterdã na Holanda, onde trabalha com novas teorias para explicar a expansão acelerada do Universo. Possui graduação em engenharia eletrônica, mestrado em física pelo ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) e doutorado em física na Universidade de Princeton. Sua pesquisa é focada em cosmologia e física de partículas.

Luiz Gustavo Martins

Luiz Gustavo Martins é engenheiro químico, mestrado em física pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atualmente é doutorando no MIT (Massachusetts Institute of Technology), na área de física do estado sólido experimental, onde trabalha espectroscopia óptica em materiais bidimensionais (com poucos átomos de espessura) e física de altas pressões.

Cristina Schultz

Cristina Schultz é oceanógrafa formada pela USP (Universidade de São Paulo), com mestrado em meteorologia pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e doutorado em oceanografia química pelo WHOI (Woods Hole Oceanographic Institution) e o MIT (Massachusetts Institute of Technology). Atualmente é cientista visitante na Universidade de Princeton, no NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e no Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (Laboratório de Dinâmica de Fluidos Geofísicos). Sua pesquisa combina o uso de dados coletados em cruzeiros oceanográficos, dados de satélite e modelos climáticos para entender as consequências das mudanças climáticas na química do oceano e no ecossistema marinho.

Monica Matsumoto

31/08/2021 04h00

Um novo estudo permitiu desenvolver um modelo viável de tumor do cérebro, com células extraídas da biópsia do próprio paciente. Com esse "clone" seria possível testar de antemão uma terapia em laboratório antes de ir para o paciente.

É isso que a cientista Lena Neufeld e seus colegas da Universidade de Tel Aviv investigaram em pesquisa publicada na revista Science Advances.

Para testar novos medicamentos, terapias ou mesmo para entender a ciência por trás do câncer, cientistas se valem de modelos in vitro, ou seja, uma representação do tecido analisado para ser estudado em laboratório.

Esses modelos podem ser específicos, como o cultivo de um tipo de célula em uma placa de vidro, ou agregar complexidade, como este proposto de bioimpressão 3D.

Os experimentos em laboratório podem ser feitos, em ordem de complexidade, em monoculturas monocamadas, esferoides, organoides, modelos em chips ou tridimensionais.

O glioblastoma é o tipo de tumor mais maligno do sistema nervoso central e ele se manifesta tipicamente em pacientes acima de 50 anos.

No caso do tumor glioblastoma, os cientistas israelenses trabalharam a complexidade do tumor com a variedade de células e microambientes semelhantes ao encontrado no cérebro. Neste microambiente, a estrutura de sustentação foi bioimpressa em três dimensões com fibrina.

É como construir uma casa e escolher quem vai morar nela. O grande desafio é garantir que esse tumor possa receber nutrientes para se manter vivo e ainda poder continuar a se expandir em laboratório.

Por isso, um avanço importante neste estudo foi a bioimpressão de vasos sanguíneos que poderiam levar sangue rico em nutrientes ao tumor.

A bioimpressão 3D tem muitos desafios e, para tornar o tecido viável, ele precisa ser vascularizado para receber gases e nutrientes.

E, com isso, os cientistas vislumbram trabalhar diretamente com esse tumor do paciente in vitro, na busca para melhorar a terapia.

O problema é que esses modelos in vitro, por mais parecidos que sejam, não têm por muitas vezes o mesmo comportamento que o mesmo no ambiente original.

Os médicos avaliam a terapia do paciente com o conhecimento construído populacionalmente. De acordo com o artigo sobre glioma no Primer da Nature, existem mutações nas células da glia conhecidas e mais seis subclasses principais destas.

E, populacionalmente, já se sabe quais mutações têm melhor prognóstico e qual tipo de terapia funciona melhor para cada uma delas. Assim, esse modelo de laboratório pode ter pouco uso para o paciente, mas pode ser importante no desenvolvimento de modelos mais complexos para desenvolvimento de fármacos para estudos do tipo in vitro.