[Blog da Giulianna] Nanokicking: Transformando Células-Tronco em Ossos para Avanços nas Cirurgias Ósseas

Cientistas escoceses desenvolveram uma técnica revolucionária chamada nanokicking que utiliza vibrações ultraprecisas para transformar células-tronco em células ósseas, um avanço significativo na cultura de enxertos de ossos. O osso, o segundo tecido mais transplantado após o sangue, é frequentemente utilizado em cirurgias reconstrutivas, na boca e face e ortopédicas. No entanto, as técnicas atuais apresentam limitações, incluindo a quantidade restrita de osso disponível e o risco de rejeição quando proveniente de doadores externos.

A técnica Nanokicking, desenvolvida por uma equipe de pesquisadores das Universidades de Glasgow, Strathclyde, no Oeste da Escócia e Galway, usa um biorreator em nanoescala para cultivar amostras 3D de osso mineralizado a partir de células-tronco humanas. Esse método representa um avanço essencial, permitindo a produção de uma "massa óssea" que pode ser utilizada para curar fraturas e preencher lacunas nos ossos.

O processo de Nanokicking envolve a aplicação de vibrações ultraprecisas às células-tronco, ativando genes específicos para a formação óssea, sendo possível observar a diferença de organização celular após o processo nas imagens 1 e 2. Esse estímulo mecânico guia as células no caminho para se tornarem células ósseas, sem a necessidade de produtos químicos ou fatores de crescimento especializados. O método, inicialmente concebido pelo falecido professor Adam Curtis, demonstrou sucesso em testes, incluindo a recuperação de uma perna amputada de um cachorro.

Imagem 1. Células-tronco pré-'nanochutadas'.

Imagem 2. Células ósseas produzidas a partir de células-tronco por nanokicking.

O maior desafio enfrentado pela equipe é garantir todas as medidas regulatórias necessárias para a implementação segura desta terapia celular inovadora. Eles estavam trabalhando para obter aprovação para testes em humanos, que foram programados para ocorrer em 2020, após resultados promissores em testes pré-clínicos com animais.

Além das aplicações clínicas, a técnica Nanokicking tem potencial para revolucionar a descoberta de medicamentos. Amostras ósseas 3D cultivadas podem ser utilizadas para avaliar rapidamente novos medicamentos para condições como a osteoporose. A flexibilidade da técnica também permite explorar outras linhagens celulares, como a cartilagem, abrindo novas possibilidades para a regeneração de diferentes tecidos.

O desenvolvimento do Nanokicking representa uma mudança fundamental na forma como os ossos podem ser cultivados e aplicados em procedimentos cirúrgicos. A pesquisa continua com a esperança de iniciar testes em humanos nos próximos anos, proporcionando uma alternativa inovadora e eficaz para o tratamento de fraturas e lacunas nos ossos.

Referências:

BURNS, D., 2017. “Nanokicking” technology enables breakthrough in the culture of 3D mineralised bone tissue. In: LinkedIn.

LIVE FOREVER CLUB, 2017. Lab-grown bone cell breakthrough. 

MEDICAL TECHNOLOGY, 2018. Nanokicking: a new method to grow bone from stem cells.

TSIMBOURI, P. M. et al., 2017. Stimulation of 3D osteogenesis by mesenchymal stem cells using a nanovibrational bioreactor. Nature Biomedical Engineering, v. 1, n. 9, p. 758–770.

UNIVERSITY OF GLASGOW, 2013. Nanokicking stem cells to open for new generation of orthopaedics.