Medicina regenerativa: o que é e perspectivas

Confira como a medicina regenerativa pode revolucionar a área médica com o uso de tecnologia e células-tronco

A medicina regenerativa é uma área emergente da medicina. Ela visa substituir tecidos ou órgãos que foram danificados por doença, trauma ou problemas congênitos. Ela se difere da estratégia clínica atual que se concentra principalmente no tratamento dos sintomas.

As ferramentas usadas para realizar isso incluem: engenharia de tecidos, terapias celulares e dispositivos médicos e órgãos artificiais. A técnica usa células tronco e biomateriais para estimular fatores de crescimento do corpo, promovendo a regeneração de tecidos e órgãos. Esses são projetados em edição de genes, para reparar ou substituir células, tecidos ou órgãos danificados.

A medicina regenerativa nasceu em 1997, quando uma equipe de cientistas propôs integrar o plasma rico em plaquetas (PRP) na cola de fibrina. Em 1998, foi demonstrado que o PRP foi capaz de induzir a regeneração óssea da mandíbula. No mesmo período, descobriu-se que uma fração das células-tronco originárias da medula óssea poderia reparar vários tecidos ou células mesenquimais.

A medicina regenerativa se baseia no emprego de células-tronco com potencial de diferenciação multipotente e/ou produtos biológicos (como o PRP). Ambos têm a capacidade de induzir a migração de células-tronco para o tecido vegetal. Isso para estimular sua proliferação e, eventualmente, alcançar o reparo dos tecidos danificados, promovendo maior qualidade de vida aos pacientes.

O campo da medicina regenerativa reúne especialistas em biologia, química, ciência da computação, engenharia, genética, medicina e robótica. Mas também em outras áreas da ciência, para encontrar soluções para alguns dos problemas médicos mais desafiadores enfrentados pela humanidade. A ideia é utilizar os recursos do corpo humano para obter a própria cura e a auto regeneração.

Campos da medicina regenerativa

1. Engenharia de tecidos e biomateriais

A engenharia de tecidos é uma estratégia em que suportes biologicamente compatíveis são implantados no corpo. Mais precisamente, no local onde o novo tecido deve ser formado. Se o andaime está na forma geométrica do tecido que precisa ser gerado, o andaime atrai células. O resultado é um novo tecido na forma desejada.

Se o tecido recém-formado for submetido a exercícios à medida que se forma, o resultado pode ser um problema de engenharia funcional. Milhões de pacientes já foram tratados com alguma forma de dispositivos de engenharia de tecidos; no entanto, o campo ainda está engatinhando.

Se o tecido recém-formado for submetido a exercícios à medida que se forma, o resultado pode ser um novo problema de engenharia funcional. Milhões de pacientes já foram tratados com alguma forma de dispositivos de engenharia de tecidos; no entanto, o campo ainda está engatinhando.

Combinando conhecimentos de química, física, biologia e engenharia, cientistas desenvolveram um biomaterial resistente para reparar o coração, os músculos e as cordas vocais. O que representa um grande avanço na medicina regenerativa.

2. Terapias celulares

Milhões de células-tronco adultas são encontradas em todos os humanos. Nosso corpo usa células-tronco como uma forma de se autorreparar. Se as células-tronco adultas forem retiradas e colocadas no tecido doente ou danificado, é possível reconstruir o tecido em certas situações.

Essas células podem ser coletadas do sangue, gordura, medula óssea, polpa dentária, músculo esquelético e outras fontes. O sangue do cordão é outra fonte de células-tronco adultas. Cientistas e médicos estão desenvolvendo e refinando sua capacidade de preparar células-tronco coletadas. Logo, elas serão injetadas em pacientes para reparar tecidos doentes ou danificados.

3. Dispositivos médicos e órgãos artificiais

Nos casos em que um órgão falha, a estratégia clínica predominante é o transplante de órgãos através de um doador. Os principais desafios são: 

• a prontidão de órgãos de doadores e;
• a exigência de que o doador tome drogas medicamentos que evitam a rejeição do órgão transplantado, que têm efeitos colaterais.

Além disso, há muitos casos em que o tempo para encontrar um órgão doador adequado requer uma estratégia provisória. Isso para que possa apoiar ou suplementar a função do órgão com falha até que um órgão transplantável seja encontrado.

Usando o suporte circulatório como exemplo, existem tecnologias em vários estágios de maturidade. Inicialmente usando dispositivos de assistência ventricular (VADs) como ponte para um transplante cardíaco. E, agora, existem VADs que são usados ​​para suporte circulatório de longo prazo. 

Cientistas e médicos em todo o mundo estão desenvolvendo e avaliando dispositivos para complementar ou substituir a função de muitos sistemas de órgãos. Incluindo coração, pulmão, fígado e rim.

Regeneração de tecido muscular danificado com medicina regenerativa

O músculo é o maior órgão responsável por 40% da massa corporal e desempenha um papel essencial na manutenção de nossas vidas. O tecido muscular é notável por sua capacidade única de regeneração espontânea. No entanto, em lesões graves, como as consequentes de acidentes de carro, a capacidade de recuperação do músculo é muito reduzida.

Tipicamente, o tratamento da perda muscular volumétrica é feito a partir de intervenções cirúrgicas. Isso com retalhos musculares autólogos ou enxertos acompanhados da terapia física. No entanto, os procedimentos cirúrgicos costumam levar à redução da função muscular e, em alguns casos, à falha completa do enxerto. Assim, há uma demanda por opções terapêuticas adicionais para melhorar a recuperação da perda muscular.

Uma boa estratégia para melhorar a capacidade do músculo danificado é regenerar o músculo esquelético com células transplantadas. Diversos tipos de células, incluindo células-tronco musculares, mioblastos e células-tronco mesenquimais, têm sido usados ​​para tratar a perda muscular.

Contudo, alguns fatores podem impedir a aplicação clínica, como: 

• Biópsias musculares invasivas
• Poucas células disponíveis
• Manutenção limitada a longo prazo

Isso porque milhões a bilhões de células maduras podem ser necessárias para fornecer benefícios terapêuticos.

Para superar esses desafios, uma equipe de cientistas desenvolveu um novo protocolo para regeneração muscular artificial. A equipe conseguiu um tratamento eficaz de VML em um modelo de camundongo. Eles empregaram a tecnologia de reprogramação direta de células em combinação com uma estrutura híbrida sintética natural.

Conversão direta

A reprogramação direta de células, também chamada de conversão direta, é uma estratégia eficiente que fornece uma terapia celular eficaz. Pois permite a geração rápida de células-alvo específicas do paciente usando células autólogas da biópsia de tecido. Os fibroblastos são as células geralmente encontradas nos tecidos conjuntivos e estão amplamente envolvidas na cicatrização de feridas.

Os construtos de fibra muscular resultantes do estudo apresentaram rigidez mecânica semelhante à dos tecidos musculares. Além disso, a implantação de construções musculares de bioengenharia no modelo promoveu a regeneração muscular com aumento da inervação e angiogênese. E, também, facilitou a recuperação funcional dos músculos danificados.

A equipe de pesquisa aponta que a construção muscular híbrida pode ter:

1. guiado as respostas de células musculares reprogramadas adicionadas exogenamente e;
2. guiado populações de células hospedeiras infiltradas para aumentar a regeneração muscular funcional orquestrando a diferenciação. Um efeito parácrino e remodelação construtiva do tecido.

Segundo os pesquisadores, mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos de regeneração muscular por nossos construtos híbridos. Para, assim, capacitar a tradução clínica de plataformas de entrega instrutivas em células. No entanto, os resultados são promissores.

Capacidade de regeneração de anfíbios 

Muitas espécies de anfíbios são estudados na medicina regenerativa a partir de suas capacidades de regeneração. Porém, entre eles, o animal conhecido como axolote possui um papel importante nos avanços da área. 

Essas salamandras são reconhecidas pela sua capacidade de reparação completa de órgãos, pele, medula espinhal e até partes do cérebro. Essa habilidade os tornam objetos de estudo na comunidade científica para avanços nessa área da medicina. 

Infelizmente, muitas pesquisas iniciais foram interrompidas pela falta de ferramentas científicas. Contudo, novos estudos, como um realizado no MDI Biological Laboratory no Maine, estão possibilitando a exploração e desenvolvimento do que é necessário para prosseguir. Acredita-se que a partir disso, o laboratório poderá ser o epicentro global na pesquisa com axolotes.

A maioria das pesquisas são focadas na regeneração das caudas e membros desses animais. Porém, com o desenvolvimento das ferramentas, a oportunidade de estudo da formação de órgãos estará aberta. Essas pesquisas têm o propósito de auxiliar na saúde humana, que, diferentemente dos anfíbios, conta com a cicatrização. 

Apesar dessa capacidade de regeneração ser incrível, ela também é limitada. Acredita-se que os animais conseguem regenerar um único membro até cinco vezes. A partir disso, um processo de cicatrização substitui a formação de novos tecidos. 

Perspectivas para o futuro

A cada 30 segundos, um paciente morre de doenças que poderiam ser tratadas com reposição de tecido. Uma abordagem de engenharia de tecidos e medicina regenerativa provavelmente pode ajudar a oferecer a solução definitiva para crianças com malformações congênitas. Além de jovens soldados desfigurados na guerra e idosos que sofrem de doenças crônicas invalidantes, que estão afetando cada vez mais as economias. 

Nos Estados Unidos, por exemplo, a Food and Drug Administration já aceita alguns tipos de medicina regenerativa, como:

• Terapia celular;
• Produtos terapêuticos de engenharia de tecidos
• Quaisquer produtos combinados que utilizem tais terapias ou produtos;
• Alguns produtos de terapia genética e produtos de células;
• Tecidos humanos.

Com avanços nessa área, a medicina regenerativa pode resolver problemas de saúde e melhorar a qualidade do cuidado em diversas áreas.