Pele impressa em 3D substitui animais em teste de cosméticos

Estudo premiado é baseado no desenvolvimento, na USP, de modelo de pele humana reconstituída para testar toxicidade

Por - Editorias: Ciências
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Trabalho premiado teve como base modelo de pele humana reconstruída em laboratório para utilização em testes de toxicidade Foto: Marcos Santos / USP Imagens

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Modelos de pele humana impressos em 3D para substituir animais em testes de cosméticos são o tema do trabalho da pesquisadora Carolina Motter Catarino, que acaba de receber um prêmio internacional. A pesquisa de doutorado realizada no Rensselaer Polytechnic Institute, em Troy (Estados Unidos), é uma das premiadas pelo The 2017 Lush Prize, destinado a descobertas sobre testes que eliminem o uso de animais. A base do trabalho premiado foi o desenvolvimento de um modelo de pele humana reconstruída in vitro para testar toxicidade, realizado na Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da USP, com orientação da professora Silvya Stuchi.

Carolina Motter Catarino, premiada no The 2017 Lush Prize – Foto: Divulgação/Lush Prize 2017

Em alguns países onde o teste de cosméticos usando modelos animais ainda é permitido, são usados animais como coelhos e ratos, entretanto, muitos países baniram essa prática em favor do uso de métodos alternativos. “Por exemplo, em 2009 a União Europeia proibiu o uso de animais para testes de cosméticos e em 2013 proibiu a venda de produtos que tenham sido testados em animais”, relata Carolina. Quanto aos testes em animais no Brasil, um projeto de lei esta tramitando no Senado Federal para proibição efetiva do uso de animais para testes de produtos cosméticos e de higiene pessoal. “Uma série de métodos alternativos foram desenvolvidos nos últimos anos, como os modelos de pele humana reconstruída in vitro.

De acordo com a pesquisadora, os testes com animais apresentam inconveniências. “Primeiramente, os animais são fisiologicamente muito diferente dos seres humanos, como por exemplo, a composição e estrutura das camadas da pele e concentração de folículos capilares”, aponta. “Essas e outras diferenças podem gerar resultados que não são reproduzidos em humanos posteriormente ou até mesmo não antecipar possíveis efeitos adversos”.

Os modelos de pele disponíveis atualmente para testes são fisiologicamente semelhantes a pele humana e foram validados para parâmetros específicos tais como irritação e corrosão, observa Carolina. “No entanto, a maioria destes modelos contém no máximo um ou dois tipos de células dentre os mais de 15 tipos presentes na pele humana e não apresentam vasculatura e apêndices (folículo capilar, glândulas sudorípara e sebácea)”, ressalta. “A falta destes componentes e dos diferentes níveis de complexidade deixa espaço para desenvolvimento de modelos mais completos e que sejam fisiologicamente mais relevantes”.
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Comparação mostra semelhança entre a pele humana produzida na impressora 3D e a pele existente no corpo. Foto: Arquivo / Carolina Motter Catarino

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Impressão

A pesquisadora trabalhou com células humanas extraídas a partir de amostras de pele provenientes de cirurgias plásticas ou postectomia (cirurgia para remoção do prepúcio). “Em geral são usadas amostras de prepúcio de cirurgias realizadas em recém-nascidos. Essas células apresentam um melhor potencial para expansão e diferenciação em comparação com células isoladas de amostras de pele de adultos. Após isolar as células, elas são expandidas in vitro, de modo a gerar quantidade suficiente de células para reconstruir a pele”, explica. Para a impressão da pele o primeiro passo é preparar as diferentes bio-inks (tintas biológicas). “Essas tintas são compostas por uma mistura de proteínas presentes na pele humana, tais como o colágeno tipo I, e as células de pele previamente isoladas, como fibroblastos, queratinócitos e melanócitos”.

Os cartuchos de bio-ink são estão colocados na impressora e o processo de impressão é iniciado e controlado por um software. “Depois de impressas, as amostras de pele são mantidas numa incubadora de 12 a 21 dias para a diferenciação das camadas da pele”, descreve Carolina. “Após esse período, a pele apresenta estrutura semelhante a pele humana e que pode ser usada, por exemplo, para avaliar potencial irritante ou corrosivo, entre outros, de substancias aplicadas topicamente”.
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Cartuchos de tinta biológica são colocados na impressora 3D para produzir as amostras de pele humana Foto: Arquivo / Carolina Motter Catarino

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A pesquisadora começou a pesquisar modelos de pele in vitro durante o curso de graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia, na Universidade Federal do Paraná (UFPR), quando participou do Brafitec, programa de intercambio acadêmico para alunos de Engenharia entra o Brasil e a França. Ela estudou seis meses na Université de Technologie de Compiègne e depois fez estágio de seis meses na empresa L’Óreal, em Paris. “O trabalho na empresa era usar modelos de pele reconstruída para testar uma série de compostos. Esse foi o primeiro contato com o conceito de métodos alternativos aos testes em animais”, conta.

Veja a impressora em funcionamento no vídeo abaixo:
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Após retornar ao Brasil e se formar na UFPR, Carolina iniciou o mestrado no Laboratório de Biologia da Pele da FCF, orientada pela professora Silvya Stuchi, onde desenvolveu um modelo de epiderme humana reconstruída in vitro para ser usado como plataforma para screening (teste de rastreamento) toxicológico de substâncias. Depois do mestrado, a pesquisadora mudou-se para os Estados Unidos, para realizar doutorado no Rensselaer Polytechnic Institute, em Troy, no Estado de Nova York, com bolsa integral do programa Ciência sem Fronteiras. “Apesar de todas as etapas anteriores da minha carreira terem sido fundamentais para o meu crescimento como cientista, o projeto desenvolvido nos Estados Unidos, no laboratório do professor Pankaj Karande, rendeu a premiação pela Lush”, destaca.

Mais informações: e-mail carolinamcatarino@gmail.com, com Carolina Motter Catarino.

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