O Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), mais uma vez, está na vanguarda do combate ao coronavírus. A startup Gcell Cultivo 3D, oriunda da Incubadora de Empresas do instituto, está desenvolvendo uma plataforma automatizada para fabricar biotecidos 3D a partir de células pulmonares humanas. A expectativa é de que a plataforma possa subsidiar estudos voltados para entender o mecanismo de entrada do Sars-CoV-2 no organismo, atendendo tanto pesquisadores quanto indústria farmacêutica.
De acordo com a biomédica Leandra Baptista, pesquisadora da Gcell, para desenvolver em laboratório um tecido de pulmão 3D, é necessário utilizar uma plataforma para plaquear, ou seja, identificar e separar os diferentes tipos de células que compõem um tecido natural, e depositar as que interessam no local adequado, de forma a obter a estrutura tridimensional.
“Durante esse processo de recriação de um tecido, é preciso organizar as células que estão em suspensão para podermos fazer a combinação necessária para gerar o novo tecido”, afirma Leandra, que também é professora de Ciências Biológicas da UFRJ.
Com apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e acordo de cooperação técnico-científica com o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), a iniciativa contou com uma importante infraestrutura – equipamentos básicos de manutenção do cultivo de células e plataforma automatizada de pipetagem. A partir do acesso à plataforma do Inmetro, foi desenvolvido um protocolo que agora torna possível formar os tecidos tridimensionais. De acordo com a biomédica da Gcell, a produção será automatizada e em larga escala.
“Com a plataforma, é possível uma única placa de cultivo formar centenas desses tecidos, podendo chegar, em único dia, a milhares de tecidos construídos de forma tridimensional”, ressalta Leandra.
O próximo passo, considerado ainda mais complexo, é a bioimpressão de um pulmão. De acordo com Leandra, o processo é realizado a partir de centenas de miniaturas dos tecidos de, aproximadamente, 300 micrômetros cada. As células são tratadas para que, ao serem agrupadas, formem os tecidos pulmonares idênticos ao de um ser humano. No futuro, tais tecidos terão que ser configurados para gerar um pulmão com formato bem próximo ao real.
Análises por microscopia eletrônica dos cultivos celulares tridimensionais já foram realizadas no Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer da UFRJ, coordenado pelo professor Wanderley de Souza, do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (IBCCF). Agora, os pesquisadores deram início aos estudos da interação com o vírus para que se possa substituir gradativamente o modelo de células em monocamada pelo modelo tridimensional com células pulmonares, que é mais próximo da realidade do pulmão. O professor diz que durante os testes iniciais, utilizando os tecidos tridimensionais, no Laboratório de Ultraestrutura Celular do Instituto de Biofísica e no Centro Nacional de Biologia Estrutural e Bioimagens (Cenabio), da UFRJ, já foi possível constatar que o Sars-CoV-2 infecta as células, causando lesões.
“O modelo está se mostrando apropriado. Caso não houvesse essa tecnologia, estaríamos fazendo testes com cultivos mais simples, de menor precisão e mais distantes do modelo do pulmão”, revela.
Para os testes, os pesquisadores utilizam equipamentos de microscopia eletrônica confocal para fluorescência, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. Os equipamentos permitem ver as lesões e o próprio vírus. Wanderley conta que esse potencial de visualização é fundamental, pois, além de comprovar as alterações que os vírus causam, é necessário comprovar sua presença no tecido pulmonar.
“No laboratório já vínhamos trabalhando com cultivos de células neuronais, mas não com as de pulmão, que é por onde, a princípio, ocorre a infecção do vírus. Iremos pesquisar não somente as células pulmonares, mas também as células de toda a cadeia respiratória, como as dos brônquios e traqueias, por exemplo. Uma vez comprovada sua eficácia durante os testes, o modelo poderá ser disponibilizado e utilizado não somente para avaliar os impactos da COVID-19, mas também para outras doenças pulmonares”, conclui o professor do IBCCF.
Leia mais no Planeta Coppe Notícias.