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O processo de manufatura aditiva camada por camada evoluiu para uma "bioimpressão" tridimensional (3D) como um meio de construir tecidos funcionais com células. O processo normalmente envolve a mistura de células de interesse com um hidrogel apropriado, denominado "bioink", seguido de impressão e maturação do tecido. O bioink ideal deve ter as características mecânicas, reológicas e biológicas adequadas aos tecidos-alvo. No entanto, a matriz extracelular nativa (MEC) é composta por um meio intrincado de fatores extracelulares solúveis e não solúveis, e imitar tal composição é um desafio.
Esquema do uso do PRP associado ao alginato para preparação de bioink.
Disponível: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32949823/ Acesso em: 17 fev. 2021.
À medida que a importância da medicina personalizada está se tornando cada vez mais clara, a necessidade de desenvolvimento de bioinks contendo fatores biológicos autólogos para aplicações na engenharia de tecidos se torna mais evidente. O plasma rico em plaquetas (PRP), sendo uma fonte rica em fatores de crescimento autólogos específicos do paciente, podem ser facilmente incorporados a hidrogéis e impressos em construções 3D.
O que é PRP?
O plasma rico em plaquetas (PRP) é reconhecido como um produto plasmático com um amplo espectro de concentrações relativamente altas de vários fatores de crescimento, incluindo fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), fator de crescimento de fibroblastos básico (bFGF), fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), insulina (IGF) e o fator de crescimento transformador-β (TGF-β), que tem sido amplamente utilizado na medicina regenerativa.
As plaquetas são formadas a partir de megacariócitos e são sintetizadas na medula óssea por pinçamento de sua célula progenitora. Posteriormente, as plaquetas são liberadas na circulação periférica.
Representação esquemática do isolamento de PRP.
Disponível: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6443031/
Acesso em: 17 fev. 2021.
As plaquetas podem ser ativadas convencionalmente por colágeno, trombina, difosfato de adenosina (ADP) ou íons de cálcio para liberação de fatores de crescimento. Quando ativada, in vivo, as plaquetas liberam um rico coquetel de proteínas inicializando a cascata de coagulação que leva à formação de uma rede de fibrina em forma de gel (Figura 2). In vivo, os géis de fibroína atuam como uma estrutura, estimulando o reparo dos tecidos e fornecendo informações importantes para direcionar o fenótipo celular após a lesão. Numerosos fatores de crescimento, citocinas e trombina-fibrina no PRP são capazes de aumentar a angiogênese, o recrutamento de células-tronco e a regeneração de tecido de ósseo, tendíneo, epitelial e cartilaginoso, incluindo proliferação celular, diferenciação e síntese aprimorada da matriz extracelular.
O PRP tem sido utilizado com sucesso como um agente terapêutico no campo da odontologia, dermatologia, cicatrização de feridas e na medicina cosmética. Todavia, o PRP foi explorado para diversas aplicações na engenharia de tecidos como um suplemento de cultura celular a fim de aumentar a proliferação celular, ou em terapia de regeneração de tecidos, como em aplicações ortopédicas.
Ilustração gráfica de uma plaqueta não ativada e uma ativada.
Disponível: https://www.researchgate.net/publication/330948678. Acesso em: 17 fev. 2021.
PRP e Bioimpressão
Muitos bioinks comumente disponíveis que são utilizados para bioimpressão 3D incluem colágeno, alginato, gelatina (ágar), quitosana e matriz extracelular descelularizada específica de cada tecido. Eles são utilizados isoladamente ou em combinações diferentes para melhorar o desempenho geral em termos de proliferação celular, atividade metabólica e funções específicas do tecido. O alginato está entre os hidrogéis mais populares usados em tecnologias baseadas em fibras, devido à sua reticulação rápida e reversível na presença de íons de cálcio em hidrogéis com fortes propriedades mecânicas. O alginato também é aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) para muitas aplicações biomédicas e tem sido usado em vários ensaios clínicos.
Assim, um bioink baseado em alginato e PRP poderia potencialmente ser usado para bioimpressão 3D de scaffolds para aplicação em engenharia de tecidos e podendo facilitar terapias autólogas e personalizadas.
Interface bioativa construída por PRP impressa em 3D pTi e posterior aplicação para promover a integração óssea da interface de microesporos de metal na osteoporose.
Disponível: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127520303592. Acesso em: 17 fev. 2021.
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Como citar essa matéria:
FERREIRA, M J M. Plasma Rico em Plaquetas (PRP) Bioink
https://www.bioedtech.online/post/plasma-rico-em-plaquetas-prp-bioinkBlog BioEdTech. Belo Horizonte, 17 fevereiro 2021.
Maria Malagutti é Nutricionista e Mestre em Biociências pela UNESP. Tem experiência em Engenharia de tecidos, medicina regenerativa e translacional, atuando nos seguintes temas: cultivo celular e análise de genotoxicidade em células-tronco hematopoéticas e células estromais mesenquimais, culturas celulares tridimensionais (esferoides e organoides), terapia celular em modelos experimentais de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC / enfisema), impressão e bioimpressão 3D de hidrogéis como alternativa terapêutica em úlceras cutâneas de difícil cicatrização.
Atualmente é colaboradora da Bioedtech e Pesquisadora Associada do Laboratório de Genética e Terapia Celular - GenTe Cel - Departamento de Biotecnologia - UNESP (Campus de Assis).
Contato: maria.malagutti@bioedtech.com.br