Cientistas apostam em pele em 3D para testes de cosméticos

Biomaterial criado por pesquisadores da Universidade de São Paulo reproduz a reação do tecido humano à exposição a químicos diversos. A expectativa é de que a solução seja uma alternativa aos experimentos com cobaias feitos também pela indústria farmacêutica

FCF-USP

Mais de 192 milhões de animais são usados, anualmente, em laboratórios de todo o mundo para testes de produtos químicos, desde fragrâncias a analgésicos, segundo dados da Humane Society International (HSI). Como uma alternativa ao uso de cobaias para esses experimentos, pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) avaliaram o desempenho de um modelo de pele artificial humana produzida em impressora 3D. Segundo os criadores, o material pode ser produzido em larga escala para avaliar irritações cutâneas por produtos químicos e cosméticos, além de ser uma alternativa a testes em seres vivos.

As peles artificiais são recriadas em laboratório a partir de células humanas que seriam descartadas. No modelo tradicional, isso se dá com o uso de pipetas, "pingando" as células. Com a nova solução, o material biológico é depositado pela máquina de bioimpressão até formar um tecido completo desejado. "As características têm a finalidade de mimetizar, da forma mais semelhante possível, a pele humana em sua estrutura e suas respostas biológicas frente a estímulos", afirma Julia Bagatin, primeira autora do estudo, publicado na revista Bioprinting.

A pesquisadora explica que a bioimpressora foi programada a partir de parâmetros como densidade e altura desejada do material biológico. Dessa forma, ela assume o papel da ação manual humana, depositando as células conforme o desenho predefinido para a construção da pele. "A automatização e a precisão na injeção dos materiais biológicos, além do controle do espaço na deposição de componentes funcionais na construção de estruturas 3D, fazem da impressão uma técnica poderosa na engenharia de tecidos", diz a também doutoranda do Departamento de Fisiopatologia e Toxicologia da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP.

Bagatin lembra que, conforme a programação e o material escolhido, é possível, por meio da técnica da bioimpressão, produzir estruturas avançadas. "Isso leva sempre a sugerir que podem ser construídas peles in vitro mais complexas, tentando mimetizar cada vez mais a complexidade da pele humana", diz. "Esse material pode ser utilizado na pesquisa de doenças ou em testes de segurança e eficácia de produtos de consumo humano", indica.

O trabalho, que contou com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foi conduzido com Denisse Esther Camarena, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP. A dupla avalia que a técnica permite a produção em larga escala de pele humana artificial e a automatização do processo de reconstrução desse tecido por meio de uma metodologia precisa e confiável.

Para Taís Gratieri, professora e pesquisadora do Departamento de Farmácia da Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade de Brasília (UnB), o método de bioimpressão traz facilidades para a indústria de cosméticos e as farmacêuticas. Uma delas é que, como a impressora vai colocando as camadas das células para formar um tecido, o resultado tende a ser mais homogêneo, comparado ao processo tradicional, feito manualmente por humanos. "Então, a reprodutibilidade, a rapidez e a facilidade são vantagens", compara. "Na indústria, que faz muitos testes, ter essa bioimpressora também ocasiona uma redução de custos".

Controle de qualidade

A fim de avaliar o desempenho e a qualidade dos modelos da pele bioimpressa, as pesquisadoras seguiram diretrizes reconhecidas internacionalmente, como as indicadas nos guias da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). "Quando se fala que uma pele bioimpressa é representativa à pele humana, isso deve ser comprovado por meio de testes que avaliam a estrutura e a funcionalidade do mimético. Ou seja, a pele reconstruída deve apresentar as mesmas funções da humana", afirma Bagatin.

Márcia Guedes, médica dermatologista, esclarece que esse tecido humano é formado pela união de três camadas — epiderme, derme e hipoderme —, sendo que cada uma tem características próprias. "A principal função da epiderme é formar uma barreira protetora do corpo, protegendo contra danos externos e dificultando a saída de água e a entrada de substâncias e microorganismos", diz.

A derme, destaca a especialista, é a camada intermediária, responsável pela tonicidade, pela elasticidade de vasos sanguíneos e pelas terminações nervosas, recebendo estímulos do meio ambiente e os transmitindo ao cérebro através dos nervos. "Já a hipoderme une a epiderme e a derme ao resto do corpo", completa. Essa última também mantém a temperatura do corpo e acumula energia para o desempenho das funções biológicas.

Para assegurar a representatividade do material, inicialmente, a dupla de pesquisadoras se preocupou em reproduzir todas as camadas da pele no tecido mimético. "Além disso, verificamos se ele apresentava todas as proteínas estruturais que compõem a pele humana, como a queratina", ressaltam.

Após essa análise morfológica, partiu-se para o teste de funcionalidade. Foram aplicadas substâncias químicas na superfície da pele bioimpressa, o que gerou um processo irritativo somente em relação aos materiais considerados ácidos. "A resposta adequada a essas substâncias permite que os modelos de pele artificial, como a bioimpressa, possam ser usados para classificação do potencial de irritação", afirma Bagatin.

Embora os resultados sinalizem que o biomaterial pode ser utilizado como plataforma para o teste de irritação in vitro, Silvya Stuchi Maria-Engler, professora titular do Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas da FCF-USP, indica cautela. "As máquinas produzem os tecidos miméticos por dispersão celular, com o uso de agulhas ou ponteiras cônicas, e, dependendo do sistema escolhido, pode haver alteração da resposta celular frente ao teste de irritação in vitro", declara à agência Fapesp de notícias. Uma das possibilidades, sinaliza, é a geração de respostas alteradas, como uma maior inflamação.

*Estagiária sob a supervisão
de Carmen Souza

 

<h3>Not&iacute;cias no seu celular</h3>

<p>O formato de distribui&ccedil;&atilde;o de not&iacute;cias do <strong>Correio Braziliense</strong>&nbsp;pelo celular mudou. A partir de agora, as not&iacute;cias chegar&atilde;o diretamente pelo formato <em>Comunidades</em>, uma das inova&ccedil;&otilde;es lan&ccedil;adas pelo WhatsApp. Assim, o internauta pode ter, na palma da m&atilde;o, mat&eacute;rias verificadas e com credibilidade. Para passar a receber as not&iacute;cias do <strong>Correio</strong>, clique no link abaixo e entre na comunidade:</p>

<li><a href="https://chat.whatsapp.com/Ej1H0EWVUNdHcLsdEpVh5T" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Clique aqui e acesse a comunidade do Correio no WhatsApp</a><br /></li>

<p>Apenas os administradores do grupo poder&atilde;o mandar mensagens e saber quem s&atilde;o os integrantes da comunidade. Dessa forma, evitamos qualquer tipo de intera&ccedil;&atilde;o indevida.</p>

<h3>Cobertura do Correio Braziliense</h3>

<p>Quer ficar por dentro sobre as principais not&iacute;cias do Brasil e do mundo? Siga o <strong>Correio Braziliense</strong> nas redes sociais. Estamos no <a href="https://twitter.com/correio" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Twitter</a>, no <a href="https://www.facebook.com/correiobraziliense" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Facebook</a>, no <a href="https://www.instagram.com/correio.braziliense/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Instagram</a>, no <a href="https://www.tiktok.com/@correio.braziliense" target="_blank" rel="noopener noreferrer">TikTok</a> e no <a href="https://www.youtube.com/channel/UCK3U5q7b8U8yffUlblyrpRQ" target="_blank" rel="noopener noreferrer">YouTube</a>. Acompanhe!</p>

Sem variação de amostras

"O uso de peles artificiais bioimpressas para testes de produtos químicos tem a primeira vantagem óbvia de não usar animais e não colocar nenhum ser vivo em sofrimento. Mas também existem outras vantagens mercadológicas, como ser mais barato e ter maior reprodutibilidade. Então, você precisa de menos amostras para chegar a um resultado, porque não há variação de uma amostra para outra. Esse estudo é muito importante por comparar o modelo bioimpresso com o modelo manual e mostrar que eles têm as mesmas respostas. Isso abre oportunidades para outros tipos de tecidos e estudos. Um novo passo pode ser passar a usar esse tipo de tecido não só para ver se um produto é irritante ou não, mas para verificar a eficácia, por exemplo. Assim, você não precisa usar animais em nenhuma etapa do processo."

Taís Gratieri, professora e pesquisadora do Departamento de Farmácia da Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade de Brasília (UnB)

Spray mata bactérias em pouco tempo

Chalmers University of Technology| Anna-Lena Lundqvist

Estima-se que as bactérias resistentes a antibióticos causem cerca de 1,3 milhão de mortes por ano, em todo o mundo. Como parte de um esforço para retardar a disseminação dos micro-organismos resistentes a esses medicamentos, um grupo de pesquisadores da Chalmers University of Technology, na Suécia, apresenta um spray antibacteriano que pode ser usado diretamente no tratamento de feridas e em dispositivos médicos.

"O material demonstrou ser eficaz contra muitos tipos diferentes de bactérias, incluindo aquelas resistentes a antibióticos, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), além de ter o potencial de prevenir infecções e, assim, reduzir a necessidade de antibióticos" diz, em nota, Martin Andersson, chefe de pesquisa do estudo e professor do Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers.

O material consiste em pequenas partículas de hidrogel equipadas com peptídeos antimicrobianos (AMPs) que ligam e matam as bactérias. Como esse tipo de peptídeo integra uma parte efetiva do sistema imunológico de mamíferos, eles têm sido pesquisados, por décadas, em seu modo de ação antimicrobiana. Porém, a baixa estabilidade em ambientes biológicos dificulta o uso na área da saúde.

Agora, a nova solução liga os peptídeos às partículas de hidrogel, o que proporciona um ambiente protetor e aumenta a sua estabilidade. Dessa forma, eles trabalham em conjunto com fluidos corporais que, de outra forma, os tornam inativos, para matar as bactérias, sem a necessidade de uso de antibióticos.

Atóxico

Anteriormente, os pesquisadores demonstraram que os peptídeos antimicrobianos podem ser usados em materiais que atuam no tratamento de lesões, como curativos. No novo estudo, o bactericida é usado na forma de spray para feridas e como revestimento em dispositivos médicos utilizados em incisões cirúrgicas. Segundo os criadores, o novo material pode atingir feridas profundas e outras áreas expostas do corpo vulneráveis à ação de bactérias.

"A substância desse spray para feridas é completamente atóxica e não afeta as células humanas (...) Também pode matar as bactérias em um tempo mais curto", observa Edvin Blomstrand, estudante de doutorado industrial do Departamento de Química e Engenharia Química da universidade sueca e um dos principais autores do artigo.

Outra vantagem é a redução do risco de infecções causadas por instrumentos médicos, como os cateteres. Embora elas sejam estéreis quando desembalados, podem ser contaminados com bactérias enquanto são introduzidos no corpo, o que pode levar à infecção, explica Annija Stepulane, também autora do estudo. "Uma grande vantagem desse revestimento é que as bactérias são mortas assim que entram em contato com a superfície. Outra é que pode ser aplicado a produtos existentes que já são usados na área da saúde, não sendo necessário produzir novos", compara.