Colágeno impresso em 3D pode mudar o tratamento do diabetes tipo 1

Pesquisadores da Carnegie Mellon deram um passo significativo no campo da bioengenharia ao conseguir imprimir tecidos vivos complexos feitos inteiramente de colágeno, a proteína mais abundante no corpo humano. Com isso, abrem-se novas possibilidades para terapias celulares, inclusive no combate ao diabetes tipo 1.

O avanço vem da técnica chamada FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels), uma abordagem inovadora que permite imprimir estruturas biológicas com alta precisão, respeitando a delicadeza dos tecidos naturais.

Pela primeira vez, essa tecnologia foi usada para construir um sistema microfisiológico feito unicamente de colágeno. A pesquisa foi publicada na revista Science Advances e já desperta atenção da comunidade científica pela sua aplicação promissora em doenças complexas.

Por que o colágeno faz tanta diferença?

Fora do campo médico, o colágeno costuma ser lembrado por seu papel na saúde da pele, mas sua função é muito mais ampla. Ele atua como alicerce estrutural em praticamente todos os tecidos do corpo. Justamente por isso, reproduzir tecidos humanos com essa proteína abre um caminho mais fiel ao funcionamento real do organismo, algo que materiais sintéticos simplesmente não conseguem imitar.

Soluções anteriores, como os chamados “órgãos-em-chip” ou sistemas de microfluídica, utilizavam materiais como silicone e plásticos. Eles eram práticos, mas limitavam a capacidade dos modelos de simular com precisão a interação celular e o comportamento do tecido vivo.⁠⁣⁠⁣⁠⁠

Com o uso do colágeno na bioimpressão, essa barreira começa a cair.

Impressão biológica em alta definição

Segundo Adam Feinberg, professor da universidade e um dos líderes do projeto, agora é possível criar estruturas biológicas completas dentro de uma placa de Petri, com resolução sem precedentes. “Modelos totalmente biológicos promovem um ambiente mais compatível para o funcionamento celular”, destacou o pesquisador.

O time conseguiu ir além, imprimindo canais semelhantes a vasos sanguíneos com cerca de 100 micrômetros de diâmetro — o suficiente para que esses tecidos possam ser irrigados como os do nosso corpo. É uma diferença técnica fundamental, especialmente quando se tenta simular um pâncreas funcional para o tratamento de diabetes.

Um pâncreas biológico impresso com precisão cirúrgica

Daniel Shiwarski, professor assistente na Universidade de Pittsburgh e ex-pesquisador do laboratório de Feinberg, explicou que o projeto só foi possível após várias melhorias na tecnologia FRESH. Um dos diferenciais foi o uso de um processo de fabricação em etapa única, o que permitiu imprimir CHIPS de colágeno com alta fidelidade estrutural e perfusão funcional.

Com isso, o grupo conseguiu fabricar um tecido com características de pâncreas capaz de liberar insulina estimulada por glicose — superando os resultados dos organoides tradicionais. A integração de diferentes bioinks, fatores de crescimento e uma plataforma de biorreatores personalizada tornou possível alcançar essa complexidade em escala centimétrica.⁠⁠⁠⁢

De laboratório para o mundo real

A tecnologia já está sendo comercializada pela FluidForm Bio, uma startup nascida dentro da Carnegie Mellon. Sob a liderança de Andrew Hudson, coautor do estudo e diretor de terapias teciduais da empresa, testes realizados em modelos animais mostraram que é possível reverter quadros de diabetes tipo 1 com o implante desses tecidos. Os primeiros ensaios clínicos em humanos devem começar nos próximos anos.

A ciência como esforço coletivo

Feinberg fez questão de ressaltar o caráter colaborativo da pesquisa. “Avanços como este não acontecem no vácuo. Eles exigem contribuições de especialistas em biologia, ciência dos materiais, engenharia e muito mais. É esse ecossistema multidisciplinar que impulsiona a inovação real”, afirmou.

O time também aposta na abertura do conhecimento. Pretendem liberar os modelos e designs em código aberto para que outros laboratórios ao redor do mundo possam explorar o potencial da tecnologia em outras áreas da medicina regenerativa.

E agora, o que imprimir?

Segundo os cientistas, o foco agora não está mais em saber se é possível imprimir tecidos vivos, mas o que deve ser impresso. A integração com modelagem computacional e algoritmos de machine learning já está em curso. O objetivo é otimizar o design dos tecidos para que eles simulem doenças com mais precisão ou cumpram funções específicas quando implantados no corpo humano.

Este avanço não representa apenas uma evolução técnica. Ele pode reescrever o modo como tratamos doenças crônicas, aproximando o futuro da medicina personalizada — um futuro onde tecidos sob medida, feitos a partir das próprias proteínas do corpo humano, podem substituir órgãos danificados e restaurar funções perdidas.⁠⁠⁤