Foto: Akhilesh K. Gaharwar

Conforme o estudo, publicado na revista Advanced Healthcare Materials no início de fevereiro, a descoberta importante para a medicina regenerativa poderia alavancar potencial regenerativo do corpo direcionando células-tronco para formar tecido ósseo.

Akhilesh K. Gaharwar, professor associado no Departamento de Engenharia Biomédica e membro do Instituto Americano de Engenharia Médica e Biológica, liderou a equipe de pesquisadores que desenvolveram nanopartículas de "estrutura orgânica covalente" (COF) 2D estáveis à água que podem direcionar a diferenciação de células-tronco mesenquimais humanas em células ósseas.

Os COFs 2D, polímeros orgânicos porosos, chamaram a atenção dos especialistas devido à sua cristalinidade, estrutura porosa ordenada e ajustável e alta área de superfície específica. No entanto, a dificuldade de processar COFs em materiais nanométricos, juntamente com sua baixa estabilidade, limitou sua aplicação na medicina regenerativa e entrega de medicamentos.

A equipe de Gaharwar melhorou a estabilidade hidrolítica dos COFs integrando-os com polímeros anfifílicos, que são macromoléculas que contêm componentes hidrofóbicos e hidrofílicos. Essa abordagem, que não foi relatada anteriormente, confere dispersibilidade em água aos COFs, permitindo a aplicação biomédica dessas nanopartículas.

"Até onde sabemos, este é o primeiro relatório demonstrando a capacidade dos COFs de direcionar as células-tronco para o tecido ósseo", disse Gaharwar. "Esta nova tecnologia tem o potencial de impactar o tratamento da regeneração óssea."

Durante o estudo, os pesquisadores descobriram que os COFs 2D não afetam a viabilidade e a proliferação de uma célula, mesmo em concentrações mais altas e ainda observaram que esses COFs 2D exibem bioatividade e direcionam as células-tronco para as células ósseas.

O estudo preliminar indicou que a forma e o tamanho dessas nanopartículas podem conferir essa bioatividade, e estudos adicionais aprofundados precisam ser realizados para insights mecanísticos. Essas nanopartículas são altamente porosas, e a equipe de Gaharwar aproveitou essa característica única para a entrega de medicamentos.

Eles conseguiram carregar uma droga osteoindutora chamada dexametasona na estrutura porosa do COF para aumentar ainda mais a formação óssea. "Essas nanopartículas podem prolongar a entrega de medicamentos a células-tronco mesenquimais humanas, que são comumente usadas na regeneração óssea", disse Sukanya Bhunia, autora sênior do estudo e associada de pós-doutorado no departamento de engenharia biomédica.

"A entrega sustentada da droga resultou em maior diferenciação de células-tronco em relação à linhagem óssea, e esta técnica pode ser usada para regeneração óssea", acrescentou ela. Gaharwar também observou que, tendo fornecido uma prova de conceito, o próximo passo da equipe em sua pesquisa será avaliar essa nanotecnologia em um corpo.

Comentário PANAM:

Numa explicação mais simples, usaram bioimpressoras 3D e criaram um molde específico para conduzir medicamentos e células-tronco em pacientes com perdas osseas.

Fonte: revistaplaneta