Minicérebros crescidos em biorreator impresso em 3D

Cientistas do MIT e do Instituto Indiano de Tecnologia de Madras cultivaram pequenas quantidades de tecido cerebral auto-organizável, conhecido como organoides, em um minúsculo sistema impresso em 3D que permite a observação enquanto crescem e se desenvolvem.

O artigo intitulado “A low-cost 3D printed microfluidic bioreactor and imaging chamber for live-organoid imaging” apresenta um biorreator com canais microfluídicos fabricados por impressora 3D para o cultivo desses organóides cerebrais.

Os organóides são partes do tecido cerebral e são muito utilizados no estudo de doenças e no efeito de medicamentos in vitro.

Entretanto, o cultivo desses organóides exigem equipamentos de alto custo para o cultivo de células como as placas de vidros específicas para um tipo de microscópio.

O biorreator microfluídico desenvolvido pelos pesquisadores é composto por três componentes principais: uma tampa de alumínio, um chip microfluídico e uma folha acrílica para visualização por microscópio, conforme figura abaixo.

Biorreator microfluídico com vista detalhada. Crédito: Ikram Khan

A tampa de alumínio é composta por duas partes (superior e inferior) e é responsável por manter a temperatura do sistema constante em 37 °C.A tampa é aberta quando se deseja fazer a visualização através de um microscópio dos organoides nos poços.

O chip microfluídico funciona por meio do escoamento do meio de cultura até os poços dos organoides. Além disso, o biorreator microfluídico possui um sistema de controle de feedback para temperatura e controle de válvulas responsáveis pela renovação do meio de cultura nos poços.

O biorreator microfluídico foi fabricado em resina biocompatível e curada com luz ultravioleta. Os custos de fabricação foram de cerca de 5 dólares por chip. Os chips utilizam em torno de 764 μl de meio de cultura a cada renovação.

O custo do biorreator microfluídico fabricado em 3D se comparados aos meios tradicionais de cultivo de células são realmente mais baixos, além dos chips serem reutilizáveis.

Os resultados obtidos na pesquisa foram organoides mais saudáveis dos que aqueles cultivados pelos métodos tradicionais, sendo que foi possível o cultivo por períodos maiores de tempo.

Khan, um dos autores do artigo, disse em uma entrevista ao American Institute of Physics quais as vantagens do chip desenvolvido no estudo:

Uma vantagem oferecida por nosso dispositivo microfluídico é que ele permite a perfusão constante da câmara de cultura, que chega mais de perto de uma perfusão de tecido fisiológica do que a cultura convencional e, portanto, reduz a morte celular no núcleo organoide.

 

Novamente vemos as vantagens de se aliar Microfluídica com impressão 3D para obter dispositivos mais baratos e de alta eficiência comparado aos métodos tradicionais.

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Texto escrito por Mariana G. M. Lopes, @marigmlopes

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Sobre Harrson S. Santana

Harrson S. Santana obteve seu doutorado em Engenharia Química pela Universidade de Campinas em 2016. Sua tese de doutorado foi a investigação da síntese de biodiesel em microcanais, utilizando simulações numéricas e ensaios experimentais. Em 2015, ele passou vários meses na Universidade de Glasgow (Reino Unido) desenvolvendo pesquisas na área de impressão 3D. Atualmente, ele é pesquisador associado e professor colaborador da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, trabalhando no desenvolvimento de microplantas químicas e uso de impressoras 3D em processos químicos. Ele publicou vários artigos explorando desde simulações numéricas no desenvolvimento de microdispositivos até o uso de microfluídica em reações químicas e operações unitárias. Seu interesse científico se concentra em fenômenos de transporte em sistemas microfluídicos, impressoras 3D e sistemas robóticos aplicados a processos químicos em microescala.

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