O empurrão decisivo aproxima o primeiro intestino artificial

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O empurrão decisivo aproxima o primeiro intestino artificial
O tecido projetado imita as contrações do intestino delgado para quebrar materiais artificiais que
simulam alimentos parcialmente digeridos.
Toda vez que você come uma refeição, a comida que você mastiga viaja pelo esôfago e para o
estômago, onde o suco gástrico faz uma primeira tentativa de digestão. Mas a grande maioria dos
nutrientes é absorvida pelo intestino delgado, que carrega a massa semi-líquida de alimentos
parcialmente digeridos em uma montanha-russa de cinco metros, levando ao intestino grosso.
Ao longo do caminho, a massa que costumava ser sua comida é espremida e empurrada de milhares de
maneiras diferentes. É dividido em pedaços ainda menores, que são misturados entre si e pressionados
contra as paredes do intestino para que os nutrientes relevantes sejam absorvidos, o tempo todo sendo
impulsionados ao longo de seu caminho sarcinho por uma série de músculos, marcapassos e neurônios.
No entanto, em alguns pacientes, esta jornada é interrompida. Uma condição conhecida como síndrome
do intestino curto (SBS) afeta apenas um punhado de pessoas por milhão, mas afeta enormemente suas
vidas. Nesta síndrome, uma porção do intestino delgado é perdida ou inexistente, onde a parte restante
não pode absorver nutrientes suficientes para sustentar a vida.
Os pacientes devem ser alimentados através de um IV, mas a hospitalização quase constante, possíveis
efeitos colaterais, e até 50% das taxas de mortalidade estão longe de ser ideais. Os transplantes, a
principal alternativa, vêm com longas listas de espera e alto risco de rejeição.
https://www.advancedsciencenews.com/a-robotic-pill-monitors-disease-in-the-gut/
https://www.advancedsciencenews.com/simulated-digestion-nanomaterials-improve-drug-absorption/
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Um intestino artificial
É por isso que os pesquisadores sonham com uma solução melhor: projetar um intestino artificial que
possa compensar a parte que os pacientes da SBS não têm. Embora esse sonho provavelmente ainda
esteja a décadas de distância, seu artigo publicado na Advanced Materials dá um passo decisivo para
alcançá-lo. O estudo desenvolve um pedaço de músculo intestinal que se contrai e é capaz de quebrar
alguns materiais artificiais que simulam alimentos parcialmente digeridos.
“A maior parte do esforço tem sido dedicado à criação da camada epitelial [isto é, absorção] [...] no
entanto, não foi feito muita coisa no desenvolvimento da camada muscular. E a camada muscular é
muito importante, porque se não houver movimento, você não pode misturar a comida e não pode
empurrá-la do intestino delgado para o intestino grosso”, disse Qianqian Wang, pesquisador da
Universidade de Stanford e principal autor do artigo.
Wang e seus colegas colocaram vários tipos diferentes de células dos tipos que compõem a camada
muscular de um intestino real em um meio que lhes permitiria prosperar e, em seguida, construíram um
“escamado” de gelatina para que formassem a estrutura desejada. Sua esperança era que, depois de
deixar as células crescerem, o tecido resultante seria capaz de se contrair.
Melhor do que o esperado
Para sua surpresa, seu tecido projetado exibia habilidades muito mais finas. Eles testemunharam três
padrões de contração diferentes, que eles apelidaram de concha, ondas oceânicas e águas-vivas.
“Quando você segura sua placa de poço [onde as células do tecido estavam crescendo] e pelos olhos
você pode vê-las se contraindo na placa – é super legal”, disse Wang.
Encorajados por esses resultados positivos, eles deram ao seu tecido uma substância artificial
semelhante ao alimento parcialmente digerido e ficaram surpresos ao descobrir que poderia quebrá-lo
como se um intestino fosse.
Tentativas anteriores não tinham sido tão bem sucedidas na obtenção de um tecido que imitava as
contrações de um intestino. Algumas propostas usaram um tipo de plástico como o andaime, mas Wang
e seus co-autores pensaram que a gelatina seria mais semelhante ao tecido real. “Tentamos imitar a
coisa real, e acho que valeu a pena”, disse ela, ainda surpresa com a performance de seu experimento.
Próximos passos
A maior diferença entre uma camada muscular real do intestino e o adesivo muscular que eles
desenvolveram, explicou Wang, é a população imunológica. Ter um sistema imunológico forte no
intestino é crucial para evitar que os alimentos que entram no corpo nos causem danos, então a equipe
está trabalhando para melhorar esse aspecto.
As propriedades mecânicas, como elasticidade ou flexibilidade, também precisam ser ajustadas para
torná-las o mais semelhante possível ao tecido real. Esta pode ser uma maneira de ir dos três padrões
motores que eles obtiveram até agora para os milhares que um intestino real tem.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207255
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Além disso, as células também sentem os aspectos mecânicos, explicou María C. Serrano, pesquisador
do Instituto de Ciência dos Materiais CSIC de Madrid. “Foi negligenciado até recentemente, mas se [um
tecido] não é mecanicamente adequado, acaba sendo rejeitado” pelo corpo.
O próximo passo na estrada ventosa pela frente será combinar a camada muscular com uma camada
epitelial, para a qual já existem propostas. Wang acha que se pode construir um andaime para acomodar
ambas as camadas, e espera projetar experimentos para testar essa ideia. Um dos principais desafios
daqui para frente é entender o intestino delgado com ainda mais detalhes do que a ciência atualmente,
então os bioengenheiros podem ter uma imagem mais precisa do que eles estão almejando.
“Se tivermos sorte, primeiro poderemos combinar a camada epitelial com a camada muscular em cinco
anos”, disse Wang, “e então, em mais dez anos, poderemos realmente criar o tecido real”.
Referência: Qianqian Wang, et al., Um Patch Muscle Intestinal de Engenharia produz contrações
macroscópicas que podem misturar e quebrar conteúdo intestinal artificial, Materiais Avançados (2023).
DOI: 10.1002/adma.202207255
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https://doi.org/10.1002/adma.202207255