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Um biomaterial injetável ativado por pulsos de luz azul de baixa energia tem um tremendo potencial para reparo no local da camada externa abobadada do olho, revelou uma equipe de pesquisadores da Universidade de Ottawa e seus colaboradores.
Guiados pelo design biomimético – inovação inspirada na natureza – os resultados convincentes dos pesquisadores multidisciplinares mostram que um novo material ativado por luz pode ser usado para remodelar e engrossar efetivamente o tecido da córnea danificado, promovendo a cicatrização e a recuperação.
Esta tecnologia é um divisor de águas em potencial no reparo da córnea; dezenas de milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de doenças da córnea e apenas uma pequena fração é elegível para transplante de córnea. As operações de transplante são o padrão-ouro atual para doenças que resultam em afinamento da córnea, como ceratocone, uma doença ocular mal compreendida que resulta em perda de visão para muitas pessoas.
“Nossa tecnologia é um salto no campo do reparo da córnea. Estamos confiantes de que isso pode se tornar uma solução prática para tratar pacientes com doenças que afetam negativamente a forma e a geometria da córnea, incluindo o ceratocone”, disse o Dr. Emilio Alarcon, professor associado da da Faculdade de Medicina da uOttawa e pesquisador do grupo de BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) do University of Ottawa Heart Institute.
A córnea é a superfície protetora em forma de cúpula do olho na frente da íris e da pupila. Ele controla e direciona os raios de luz para o olho e ajuda a obter uma visão clara. Normalmente é transparente. Mas lesões ou infecções resultam em cicatrizes na córnea.
O trabalho da equipe colaborativa foi publicado em Materiais funcionais avançados.
Os biomateriais concebidos e testados pela equipe são compostos de peptídeos curtos e polímeros naturais chamados glicosaminoglicanos. Na forma de um líquido viscoso, o material é injetado no tecido da córnea depois que uma pequena bolsa é criada cirurgicamente. Quando pulsado com luz azul de baixa energia, o hidrogel à base de peptídeo injetado endurece e se transforma em uma estrutura 3D semelhante a um tecido em minutos. Dr. Alarcon diz que isso se torna um material transparente com propriedades semelhantes às medidas em córneas de porco.
Na Vivo experimentos usando um modelo de rato indicaram que o hidrogel ativado por luz pode engrossar as córneas sem efeitos colaterais. A equipe de pesquisa – que empregou uma dosagem de luz azul muito menor em comparação com o que foi usado em outros estudos – também testou com sucesso a tecnologia em um ex vivo modelo de córnea suína. Testes em modelos animais de grande porte serão necessários antes dos testes clínicos em humanos.
“Nosso material foi projetado para colher a energia da luz azul para acionar a montagem no local do material em uma estrutura semelhante à córnea. Nossos dados cumulativos indicam que os materiais não são tóxicos e permanecem por várias semanas em um modelo animal . Prevemos que nosso material permanecerá estável e não tóxico em córneas humanas”, disse o Dr. Alarcon, cujo laboratório uOttawa se concentra no desenvolvimento de novos materiais com capacidade regenerativa para tecidos do coração, pele e córnea.
A rigorosa pesquisa levou mais de sete anos para chegar à fase de publicação.
“Tivemos que projetar cada parte dos componentes envolvidos na tecnologia, desde a fonte de luz até as moléculas usadas no estudo. A tecnologia foi desenvolvida para ser clinicamente traduzível, o que significa que todos os componentes devem ser projetados para serem fabricados seguindo padrões rígidos de esterilidade”, diz o Dr. Alarcon.
Os resultados da pesquisa também são o foco de um pedido de patente, que está atualmente em negociações para licenciamento.
O Dr. Alarcon foi o autor sênior do estudo que orientou o aspecto de design de material da pesquisa, enquanto o Dr. Marcelo Muñoz e Aidan MacAdam, da uOttawa, desempenharam papéis importantes na criação da nova tecnologia. Colaboradores interdisciplinares incluíram cientistas da Université de Montréal, Dra. May Griffith, especialista em regeneração de córnea, e Dra. Isabelle Brunette, especialista em oftalmologia e transplante de córnea.
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