Enxerto de pele biohíbrido: uma janela fluorescente para monitoramento interno da saúde

Enxerto de pele biohíbrido: uma janela fluorescente para monitoramento interno da saúde

Dispositivos de saúde vestíveis, como smartwatches, são agora comuns e permitem o monitoramento contínuo de sinais fisiológicos na superfície da pele. Recentemente, uma equipa de investigação no Japão desenvolveu uma abordagem biohíbrida que funciona dentro do corpo, transformando a pele artificial num indicador visível dos estados biológicos internos.

Um grupo de pesquisa conjunto liderado pela Tokyo City University e pela Universidade de Tóquio, em colaboração com RIKEN e Canon Medical Systems Co., apresentou umexibição do sensor vivo: um enxerto de pele artificial que responde a certos biomarcadores, como: B. inflamação, fluorescência. Relatado emComunicação da naturezaO sistema utiliza a regeneração natural da pele do corpo para apoiar o monitoramento de biomarcadores a longo prazo, fornece exibição visual sem amostragem de sangue pós-implantação e permite avaliação intuitiva por meio de observação.

Mais que superficial

O monitoramento de biomarcadores internos – proteínas que indicam inflamação, estresse ou doença – normalmente depende de amostras de sangue ou sensores conectados externamente que funcionam apenas por períodos limitados de tempo.

“As abordagens convencionais são frequentemente invasivas ou fornecem apenas instantâneos do tempo”, disse o ilustre professor Hiroyuki Fujita da Tokyo City University (professor emérito da Universidade de Tóquio). “Nosso objetivo era pesquisar um sistema biologicamente integrado que permitisse percepção contínua e interpretação intuitiva mesmo em casa.”

Para conseguir isso, os pesquisadores utilizaram células-tronco epidérmicas, que nutrem e renovam naturalmente a pele ao longo de sua vida. Ao projetar geneticamente essas células para responder a sinais inflamatórios – especificamente, a ativação da via NF-κB – a equipe criou tecido cutâneo que aumentou a expressão da proteína verde fluorescente (EGFP) em resposta a sinais inflamatórios.

Se o sensor fizer parte do corpo

Quando transplantada em camundongos, a pele manipulada é enxertada e integrada funcionalmente ao tecido hospedeiro. Quando a inflamação foi induzida, a área transplantada emitiu fluorescência verde e converteu sinais moleculares internos em um sinal óptico externo.

Como o sensor consiste em células-tronco epidérmicas vivas, ele é mantido pelo metabolismo celular natural da pele.

Ao contrário dos dispositivos tradicionais que requerem fontes de energia ou substituição regular, este sistema é mantido biologicamente pelo próprio corpo. Em nossos experimentos, a funcionalidade do sensor foi mantida por mais de 200 dias, à medida que as células-tronco manipuladas regeneravam continuamente a epiderme.”

Professor Shoji Takeuchi, Universidade de Tóquio

Rumo ao monitoramento visível e de longo prazo de biomarcadores

Este estudo demonstra uma prova de conceito para detecção biologicamente integrada de longo prazo, sem baterias, fiação ou operação ativa do usuário. Embora este trabalho tenha se concentrado na sinalização inflamatória, a estratégia subjacente é adaptável. Ao modificar os alvos moleculares, poderiam ser desenvolvidas construções de pele projetadas de forma semelhante, que respondam a diferentes sinais fisiológicos ou metabólicos.

Os investigadores observam que esta tecnologia pode ter aplicações para além dos cuidados de saúde humanos, incluindo na investigação animal e na medicina veterinária, onde indicadores visuais do estado de saúde podem ajudar na detecção precoce de doenças em animais que não conseguem comunicar sintomas.

Embora este trabalho ainda esteja numa fase pré-clínica inicial, oferece uma abordagem de base biológica para ligar tecidos vivos a funções de detecção e confunde a linha entre sistemas biológicos e dispositivos técnicos.

Fontes: