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Para saber mais sobre o que faz com que o corpo rejeite implantes biomédicos, uma equipe da Faculdade de Medicina da Universidade do Arizona – Tucson identificou uma proteína que parece ajudar a impulsionar esta resposta e espera que suas descobertas melhorem o design e a segurança dos implantes biomédicos. As descobertas foram publicadas hoje em Engenharia Biomédica da Natureza.
Os implantes biomédicos, como implantes mamários, marca-passos e equipamentos ortopédicos, transformaram a medicina, mas um número significativo é rejeitado pelo corpo e precisa ser removido. O culpado é uma reação imunológica pouco compreendida chamada resposta de corpo estranho, ou FBR, na qual o corpo encapsula o implante em tecido cicatricial.
O autor sênior Geoffrey Gurtner, MD, FACS, chefe do departamento de cirurgia, e o coautor principal Kellen Chen, PhD, professor assistente de pesquisa em cirurgia, dizem que sua abordagem proposta é um desvio do processo de pensamento convencional para lidar com a falha do implante, que até agora confiou no uso dos chamados materiais biocompatíveis que são mais bem tolerados pelo corpo, mas não eliminam completamente o risco de FBR.
Para entender por que alguns sistemas imunológicos constroem cápsulas espessas ao redor dos implantes e outros não, a equipe reuniu amostras de cápsulas de 20 pacientes cujos implantes mamários foram removidos – 10 cujas reações foram graves e 10 cujas reações foram leves. Uma proteína chamada RAC2 foi altamente expressa em amostras colhidas de pacientes com reações graves.
“Quando examinamos as amostras fibróticas graves, o RAC2 foi uma das proteínas mais importantes que encontramos”, disse Chen. “Como parecia conduzir muitos caminhos a jusante, decidimos explorar um pouco mais de perto.”
Em reação ao estresse mecânico causado pelos implantes, as células imunológicas ativam o RAC2 e outras proteínas, que convocam células imunológicas adicionais, incluindo tipos que podem se combinar para atacar um grande invasor.
“Esse corpo estranho, que é muito rígido e causa estresse no ambiente externo, ativa essas células imunológicas para se agregarem àquela área”, disse Chen. “Eles começam a se fundir, formando células enormes que expelem proteínas fibrosas como colágeno e outros produtos”.
Para confirmar o papel do RAC2 na FBR, a equipe bloqueou a expressão do RAC2 em modelos animais.
“Observámos o RAC2 juntamente com outras vias e observámos uma redução significativa no nível de FBR – até três vezes”, disse Dharshan Sivaraj, investigador do Departamento de Cirurgia e co-autor principal do estudo. “Acreditamos que direcionar essas vias poderia servir como uma terapia potencial para mitigar ou até mesmo prevenir FBR clinicamente significativa em humanos”.
O RAC2 é específico para células do sistema imunológico, o que significa que, teoricamente, um medicamento que o bloqueie pode ter como alvo apenas as células do sistema imunológico, sem afetar outras células do corpo. Gurtner e Chen, que também são membros do UArizona Cancer Center, dizem que o próximo passo é criar uma versão mais específica deste medicamento, pronta para uso humano, e sua equipe já está trabalhando com o Arizona Center for Drug Discovery no R. Ken Coit College of Pharmacy para desenvolvê-lo.
“Acreditamos que a terapia local direcionada seja melhor. Talvez existam maneiras de conjugar esse medicamento a um implante com algum tipo de revestimento para minimizar problemas sistêmicos”, disse Gurtner.
Tech Launch Arizona, o escritório de comercialização de tecnologia da Universidade do Arizona, está trabalhando com a equipe para traduzir a inovação do laboratório para o mercado, onde esperam que tenha impacto no mundo real para os pacientes e seus prestadores de cuidados de saúde.
O Laboratório Gurtner conduziu este estudo em colaboração com equipes da Escola de Medicina da Universidade de Stanford, do Centro Médico Southwestern da Universidade do Texas e do Hospital Universitário de Regensburg, na Alemanha. Outros autores da Faculdade de Medicina – Departamento de Cirurgia de Tucson incluíram Hudson C. Kussie, profissional de pesquisa; Katharina Fischer, MD, pós-doutora; e Artem A. Trotsyuk, PhD, professor assistente de pesquisa.
“Estabelecer uma compreensão completa dos mecanismos moleculares que impulsionam a resposta a corpos estranhos representa a fronteira final no desenvolvimento de dispositivos médicos verdadeiramente biointegrativos”, disse Gurtner.
As causas da FBR são relativamente desconhecidas. Chen disse que a hipótese predominante é que o FBR seja uma reação à composição química do implante. Em contraste, este estudo demonstra que o implante introduz pontos de estresse no corpo, desencadeando uma resposta imunológica hiperativa.
“As células tocam este novo material da mesma forma que se eu tocasse algo macio em vez de algo duro. Meu corpo pode dizer que uma mesa é mais dura do que um travesseiro – tocar a mesa ativa caminhos mecânicos em meus dedos. Da mesma forma, à medida que as células interagem com isso implante e tecido circundante, eles são ativados devido ao aumento do estresse mecânico”, disse Chen. “As células imunológicas percebem que há um corpo estranho ali e reagem construindo uma cápsula fibrótica que envolve o implante na tentativa de protegê-lo”.
Quanto mais grave for a reação imunológica, mais espessa será a cápsula. Em algumas pessoas, esta cápsula contrai-se em torno do implante, impedindo a sua função e causando dor. Até 30% dos implantes precisam ser removidos devido ao FBR.
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