“Andaime” biodegradável promove a regeneração dos ossos

Um andaime biodegradável revestido por substâncias que estimulam a reparação dos ossos quando implantado no organismo — esta foi a invenção de engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Quando implantado, o andaime libera camadas de fatores de crescimento que induzem o organismo a gerar novos tecidos ósseos capazes de substituir e se comportar como os originais. A criação figura na edição desta semana do periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.

De acordo com Nisarg Shah, autor líder do estudo, os pesquisadores abordaram um problema médico desafiador: criar tratamentos mais eficientes para a recuperação óssea do que os empregados atualmente, que consistem no transplante de tecido ósseo de uma parte do corpo para outra, na qual tal tecido esteja danificado. Os autores esperam que seu trabalho possa beneficiar desde os pacientes com má-formação óssea congênita aos que necessitem de enxertos ósseos prévios à realização de implantes dentários.

Na medida

Duas substâncias, ou fatores de crescimento, essenciais agem na recuperação natural dos ossos, nomeadamente o fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF; sigla em inglês) e a proteína morfogenética óssea 2 (BMP-2; novamente em inglês). O PDGF é um dos primeiros fatores liberados após a lesão de um osso e, após ele, entram em cena outros fatores, dentre os quais a BMP-2. Juntas, as substâncias reúnem células progenitoras (parcialmente diferenciadas, capazes de gerar um tipo especializado de célula — não confundir com as células-tronco, completamente indiferenciadas) e criam um ambiente favorável à sua especialização em tecido ósseo e em vasos sanguíneos.

Uma das limitações dos tratamentos convencionais com fatores de crescimento tem sido disponibilizar a dose correta destes para que o corpo se recupere. A entrega imediata de uma dose muito grande de fatores provoca pouco impacto sobre a regeneração, por exemplo, pois o organismo rapidamente elimina as substâncias do local tratado. Portanto, tem-se que os fatores de crescimento devem estar disponíveis gradualmente, durante semanas (ou meses, se for o caso) de tratamento.

O andaime desenvolvido no MIT incorpora essa dimensão temporal do tratamento; nele, uma fina estrutura porosa (com cerca de 0,1 mm de espessura) é revestida por várias camadas de BMP-2 e PDGF (40 de cada, especificamente), sendo o PDGF liberado inicialmente, seguido pelo BMP-2, assim como ocorre naturalmente no organismo.

Em testes com ratos portadores de um defeito craniano consideravelmente grande (8 mm de diâmetro), a ponto de não se regenerar por conta própria, o novo andaime liberou fatores de crescimento em ritmos diferentes. Liberado nos primeiros dias de tratamento, o PDGF deu início ao processo de recuperação, recrutando as células progenitoras para que formassem tecido ósseo e vasos sanguíneos.

Em seguida, a BMP-2 propiciou a transformação de determinadas células em osteoblastos, responsáveis pela produção da matriz óssea. A aplicação dos dois fatores de crescimento fez com que, apenas duas semanas depois do implante do andaime, fosse gerada uma camada óssea indistinguível do osso natural, inclusive em suas propriedades mecânicas.

Quanto ao andaime, este se degrada no organismo após algumas semanas, dependendo da necessidade do paciente, afinal, o polímero do qual é feito o andaime é frequentemente empregado pela medicina e sua taxa de decomposição pode ser ajustada para que a estrutura desapareça ao fim do tratamento. Agora, a equipe de pesquisadores planeja realizar experimentos com animais maiores e, por fim, chegar a testes clínicos com seres humanos.

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