Coração Vegetal: Células cardíacas cultivadas em folha de espinafre

As células vegetais foram retiradas da folha, que manteve a vasculatura (esquerda). À direita, células cardíacas humanas vivas e funcionais cultivadas na folha aproveitando a vasculatura.
[Imagem: Worcester Polytechnic Institute]

Vascularização

Transferir a regeneração de tecidos humanos, das pequenas amostras de laboratório, para tecidos e órgãos com dimensões adequadas para implantes, é uma tarefa que está tropeçando em um desafio fundamental: Como estabelecer um sistema vascular que distribua sangue profundamente no tecido sintético recém-implantado.

Apesar de alguns sucessos iniciais, como a vascularização de pequenas amostras de cartilagem, as atuais técnicas de bioengenharia, incluindo a impressão 3D, não conseguem gerar a rede de vasos sanguíneos até a escala capilar, necessária para fornecer o oxigênio, os nutrientes e as moléculas essenciais necessárias à vida e ao crescimento dos tecidos.

Devido às dificuldades, alguns pesquisadores tiveram uma ideia inusitada - já que lidar com a estrutura dos animais está-se mostrando muito difícil, que tal buscar uma ajuda nas plantas?

Foi o que fez uma equipe multidisciplinar do Instituto Politécnico de Worcester, Universidade de Wisconsin-Madison e Universidade Estadual do Arkansas, conforme relatado em um artigo publicado na revista Biomaterials.

Células do coração em folhas

A equipe conseguiu cultivar células cardíacas humanas totalmente funcionais - as células "batem" - em folhas de espinafre. Para isso, as folhas de espinafre passaram por um tratamento inicial para retirar todas as células vegetais, deixando apenas a estrutura, o que inclui a rede de capilares por onde a folha recebe os nutrientes vindos do caule.

Essa vasculatura foi usada para transferir fluidos e microesferas do tamanho das células sanguíneas humanas, o que permitiu semear e alimentar as células humanas que foram semeadas na estrutura da folha.

De acordo com a equipe, esta prova de conceito mostra que poderá ser possível usar várias folhas de espinafre descelularizadas para cultivar camadas de músculo cardíaco saudável para tratar pacientes com ataque cardíaco.

Suporte vegetal para células humanas

O experimento também mostra que outras plantas descelularizadas podem fornecer a estrutura para uma ampla gama de tecnologias de engenharia de tecidos.

"As plantas e os animais usam abordagens fundamentalmente diferentes para transportar fluidos, produtos químicos e macromoléculas, mas há semelhanças surpreendentes em suas estruturas de rede vascular," escreveu a equipe. "O desenvolvimento de plantas descelularizadas como andaimes potencialmente abre um novo ramo da ciência que investiga as semelhanças entre plantas e animais."

"Temos muito mais trabalho a fazer, mas até agora isso é muito promissor. Adaptar plantas abundantes, que os agricultores têm cultivado há milhares de anos, para uso em engenharia de tecidos poderia resolver uma série de problemas que estão limitando o campo," disse Glenn Gaudette, membro da equipe.