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A pele artificial produzida por bioengenharia tem se tornado uma plataforma cada vez mais relevante e confiável para avaliar a segurança e a eficácia de medicamentos e cosméticos, uma vez que, além de substituir o uso de animais, pode ser obtida em larga escala. Entre as tecnologias mais promissoras para a produção de modelos in vitro está a bioimpressão 3D.
Esse foi o principal objetivo de um estudo conduzido por pesquisadores da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (FCF-USP). Os resultados, divulgados na revista Bioprinting, confirmam a similaridade de desempenho.
No trabalho, os pesquisadores compararam o modelo mimético criado com a metodologia tradicional por pipetagem (feita com pipeta) com aquele produzido em bioimpressoras pelo mecanismo de extrusão, que é o mais utilizado e permite uma reconstrução mais representativa da pele humana.
Padrões de controle de qualidade e desempenho estabelecidos por instituições internacionais, como a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), foram utilizados como critérios de validação.
“O primeiro foi a morfologia tecidual, que deve ser representativa à da pele humana in vivo, ou seja, deve conter, na epiderme, toda a estrutura estratificada em quatro camadas: basal, espinhosa, granulosa e córnea”, explica Denisse Esther Mallaupoma Camarena, primeira autora do artigo e pós-doutoranda na USP.
“Isso indica que a pele reconstruída in vitro apresentará as mesmas funções da nossa, que conta com uma barreira seletiva contra o meio externo, protegendo de estressores químicos [poluição, produtos tópicos aplicados] e físicos [radiação solar], exercendo também a sua função de retenção hídrica.”
O passo seguinte foi avaliar como a pele bioimpressa desempenhava a função de barreira. Assim como a pele humana, a artificial deve ter a capacidade de suportar a permeação de detergentes que causam irritação. Para isso, expuseram os modelos ao detergente irritante dodecil sulfato de sódio (SDS) em diferentes concentrações por 18 horas.
O último teste de validação foi, então, aplicar topicamente substâncias químicas de referência classificadas como irritantes (ácidos, por exemplo) ou não irritantes (soluções fisiológicas).
Os resultados mostraram que ambos os modelos de pele reconstruída em laboratório exibiram histologia e citoarquitetura consistentes com os modelos epidérmicos validados, sendo que o bioimpresso demonstrou tão boa qualidade quanto o manual. Além disso, suportaram igualmente a permeação de detergentes irritantes e foram capazes de distinguir essas substâncias das não irritantes.
“Essa conclusão permite substituir os testes de Draize empregados antigamente, que usavam pele de coelhos raspadas para tal classificação”, diz Julia de Toledo Bagatin, primeira autora do estudo e doutoranda na USP.
Impressoras mais confiáveis
Embora os principais resultados do estudo mostrem que as peles bioimpressas podem ser utilizadas como plataforma para o teste de irritação in vitro, os pesquisadores destacam que é preciso ter cautela na utilização das bioimpressoras.
“As máquinas produzem os tecidos miméticos por dispersão celular, com o uso de agulhas ou ponteiras cônicas, e, dependendo do sistema escolhido, pode haver alteração da resposta celular frente ao teste de irritação in vitro”, explica a professora Silvya Stuchi Maria-Engler, professora titular do Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas da FCF-USP.Maria-Engler.
A expectativa agora é que a bioimpressão seja utilizada para confeccionar modelos mais complexos, inclusive com as três camadas (epiderme, derme e hipoderme) e células representativas da pele humana. Isso aproximaria ainda mais o modelo da realidade e traria respostas biológicas mais relevantes em testes de segurança e eficácia de produtos de uso tópico.
O artigo Bioprinted and manual human epidermis production: A compared performance for skin irritation tests pode ser lido em: https://doi.org/10.1016/j.bprint.2022.e00251
Com informações da FAPESP
