Projetando um caminho para a tradução clínica de tecidos humanos bioimpressos em 3D

A bioimpressão tridimensional é uma tecnologia emergente que tem o potencial de construir tecidos humanos, sob demanda, para tratar uma ampla gama de doenças humanas. No entanto, preencher a lacuna da pesquisa de bancada para a tradução clínica requer uma série de recursos, tempo e energia. Uma nova Medicina Translacional da Ciência A perspectiva de autoria de pesquisadores do Regenerative Biomaterials and Therapeutics Group da Carnegie Mellon University examina os principais desafios a serem superados no campo da bioimpressão 3D e marcos essenciais a serem traduzidos para a clínica.

“Esse ponto de vista leva em consideração avanços tecnológicos no campo até o momento, bem como nossa opinião sobre o trabalho que ainda é necessário para bioimprimir em 3D tecidos específicos do paciente para reparo, regeneração e substituição”, explicou Jacqueline Bliley, pós-doutoranda e primeira autora da peça . “No espaço de bioimpressão, nosso laboratório é mais conhecido por introduzir a tecnologia FRESH, uma técnica que permite a impressão 3D de materiais macios, incluindo células e matriz extracelular, em arquiteturas complexas de tecidos. Essa tecnologia permite a fabricação de estruturas vasculares, válvulas cardíacas e até tecidos musculares contráteis do coração.”

Em termos dos principais desafios e requisitos para traduzir tecidos e órgãos bioimpressos em 3D para benefício humano, o grupo sugere que uma série de avanços são necessários nas ciências de engenharia, médicas e biológicas. Esses incluem:

• Bioimpressoras 3D mais rápidas que criam tecidos maiores e mais complexos
• Biotintas e biomateriais otimizados
• A capacidade de expandir um grande número de células e diferenciá-las para tipos de células alvo
• Vascularização e perfusão de tecido volumétrico
• Tolerância imunológica para garantir a viabilidade a longo prazo em pacientes
• Validação não destrutiva da estrutura do tecido
• Validação do tecido e função do órgão que serão necessários para a tradução clínica bem sucedida.

“Em 2022, o primeiro bioimpresso 3D tecido humano foi implantado em pacientes, um marco importante”, disse Adam Feinberg, professor de engenharia biomédica e ciência e engenharia de materiais e co-autor. quando pudermos traduzir isso para a clínica e obter a aprovação da FDA para que todos possam se beneficiar.”

Uma linha do tempo prospectiva projetando datas para os principais marcos na tradução clínica de construtos bioimpressos em 3D é apresentada na peça. No ritmo atual da pesquisa, e salvo mudanças no cenário regulatório e no estado atual da bioimpressão 3D, estima-se que 2042 seja o prazo para que os órgãos sólidos bioimpressos em 3D sejam aprovados como uma alternativa clínica para transplante, o que resolveria a enorme escassez de órgãos doadores que enfrentamos hoje.

Embora o campo da bioimpressão 3D continue a evoluir rapidamente, permanecem desafios consideráveis. A Carnegie Mellon University está comprometida com o avanço da narrativa, assumindo um papel de liderança em iniciativas de pesquisa avançada, incluindo a Bioengineered Organs Initiative, um esforço multidisciplinar para criar uma nova geração de órgãos de substituição de longo prazo e parcerias importantes, incluindo uma multi- acordo de pesquisa de um ano com a Mayo Clinic focada na transformação de transplantes.