Biomateriais supramoleculares poliméricos 3D para reparar lesões medulares

Descrição

A lesão medular (LM) representa uma das principais causas de incapacidade em todo o mundo, sendo caracterizada por uma perda permanente da função motora e/ou sensorial devido à complexa fisiopatologia e incapacidade de auto-regeneração do sistema nervoso central. Atualmente, as abordagens terapêuticas mais comuns envolvem a administração sistémica de esteróides e a descompressão cirúrgica para evitar danos adicionais, porém insuficientes na reparação do tecido danificado. Uma direção promissora para a terapia da LM é a modulação do microambiente local para promover a neuroprotecção e a neurogénese. Os biomateriais funcionais têm um grande potencial para remodelar o microambiente da LM, fornecendo sinais biofísicos que imitam a matriz extracelular nativa, mas também sinais bioquímicos e biomecânicos para orientar o crescimento dos tecidos. Os biomateriais podem funcionar como suporte para permitir a regeneração axonal, ou podem ser modificados para servirem de transportadores de células, fármacos ou outras moléculas bioactivas, aumentando o seu efeito na remodelação do ambiente hostil da SCI. Consequentemente, existe uma necessidade crítica de suportes inovadores e biomiméticos que combinem o suporte estrutural com sinais bioquímicos e biomecânicos para imitar o tecido neural nativo. O projeto SUPRANEURO visa desenvolver um conduto de orientação neural biomimético, multicomponente e supramolecular para apoiar a regeneração da medula. O principal objetivo é aproveitar os biomateriais poliméricos naturais, os péptidos bioativos miméticos da matriz neural, a arquitectura padronizada e a administração controlada de fatores neurotróficos para promover a regeneração do tecido neural. Esta abordagem basear-se-á em três objectivos principais. Em primeiro lugar, i) o desenvolvimento de membranas multicamadas biocompatíveis e biodegradáveis que denotem sinais bioativos e anisotropia, que fornecerão um quadro topográfico e mecânico na orientação neuronal. Em segundo lugar, ii) a libertação sustentada do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), incorporado no conduto para apoiar a sobrevivência e diferenciação das células progenitoras neurais (NPCs). Em terceiro lugar, iii) a conceção de um conduto de orientação neural totalmente funcional em 3D que integra tanto a biomimética estrutural como o suporte bioquímico e biomecânico, reforçando o seu potencial para a recuperação de LM. SUPRANEURO integra uma equipa inter- e multidisciplinar constituída por cientistas especializados nas áreas da química, bioquímica, ciência e engenharia dos materiais, biomateriais e biologia celular. A nossa experiência e esforços coletivos no desenvolvimento de biomateriais à base de polímeros naturais, no fabrico de estruturas padronizadas e na realização de culturas de células estaminais em sistemas 3D avançados serão fundamentais para garantir o êxito da execução e implementação do projeto. A equipa está bem equipada com conhecimentos de base, experiência, especialização e competências técnicas para enfrentar os desafios do desenvolvimento de um conduto biomimético de biomateriais neurais que possa apoiar e tratar eficazmente a reparação da LM. O que distingue o projeto SUPRANEURO das abordagens tradicionais é a sua abordagem totalmente integrada e inovadora no tratamento da LM.Em primeiro lugar, a utilização de biomateriais poliméricos naturais não imunogénicos, biocompatíveis e biodegradáveis, como o quitosano e o ácido hialurónico, e de péptidos, que garantem a biocompatibilidade e as propriedades bioativas miméticas da matriz extracellular para a regeneração neural. Em segundo lugar, a inovadora microarquitectura anisotrópica biomimética que desempenhará um papel fundamental na orientação do crescimento axonal e melhorará a conetividade e a recuperação funcionais. Em terceiro lugar, a incorporação de BDNF como um bloco de construção intrínseco das membranas multicamadas, aumentando a eficiência do carregamento e a libertação local sustentada, promoverá a sobrevivência e o crescimento celular. Este sistema de biomateriais de libertação controlada assegurará um fornecimento contínuo e gradual de fatores neurotróficos. O projeto fará progredir os conhecimentos atuais e as terapias de medicina regenerativa, propondo um conduto de orientação neural pioneiro, totalmente integrado, seguro, robusto e avançado, baseado num biomaterial bioativo 3D, que melhorará a reparação do tecido nervoso e combaterá a LM. Em última análise, o SUPRANEURO procura melhorar os tratamentos para a LM e doenças relacionadas com o sistema nervoso, oferecendo o potencial para transformar os métodos atualmente disponíveis e melhorar a qualidade e a esperança de vida dos doentes com LM e, simultaneamente, reduzir os custos dos cuidados de saúde. O projeto SUPRANEURO promoverá a formação avançada de estudantes e investigadores no domínio emergente dos dispositivos e terapias baseados em biomateriais poliméricos supramoleculares para a reparação de LM.