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As infecções do folículo capilar são frequentemente difíceis de tratar porque as bactérias se instalam no espaço entre o cabelo e a pele, onde é difícil para as substâncias ativas alcançá-las. Para investigar esse cenário mais de perto no laboratório, pesquisadores do Departamento de Administração de Medicamentos Através de Barreiras Biológicas do Instituto Helmholtz de Pesquisa Farmacêutica Saarland (HIPS) desenvolveram agora um modelo com folículos capilares humanos incorporados em uma matriz produzida usando impressão 3D. No futuro, esse modelo pode ser usado para testar a eficácia de novos candidatos a medicamentos contra patógenos correspondentes diretamente nos folículos humanos. A equipe publicou seus resultados no periódico Ciência e Engenharia de Biomateriais da ACS.
Os folículos capilares são estruturas complexas que circundam a raiz do cabelo, ancorando-a à pele e dando ao cabelo sua fixação. Ao mesmo tempo, a área entre a pele e o folículo fornece condições ideais para que os microrganismos se multipliquem sem impedimentos. Isso geralmente leva à inflamação crônica do folículo, que não é apenas dolorosa, mas no caso da acne inversa também pode desencadear doenças secundárias, como diabetes mellitus ou mesmo sepse aguda. Somente na Alemanha, aproximadamente 830.000 pessoas são atualmente afetadas por esta doença.
Para desenvolver com sucesso novas substâncias ativas contra a inflamação do folículo piloso, são necessários modelos que possam simular as condições fisiológicas da pele em laboratório da forma mais realista possível. Uma equipe liderada pelo Prof. Claus-Michael Lehr no HIPS, um local do Helmholtz Centre for Infection Research (HZI) em colaboração com a Saarland University, desenvolveu agora esse modelo. Ao transplantar folículos capilares humanos vivos em uma matriz de colágeno dentro de um andaime de polímero impresso em 3D, os pesquisadores conseguiram replicar com sucesso o ambiente natural dos folículos capilares. “O modelo tem a vantagem de podermos testar novos candidatos a medicamentos no microambiente do folículo piloso em um estágio inicial de desenvolvimento sem ter que recorrer a testes em animais”, diz Samy Aliyazdi, primeiro autor do estudo.
Anteriormente, novos candidatos a medicamentos para infecções de folículos capilares foram inicialmente testados em modelos mais simples, como folículos capilares humanos flutuantes em cultura líquida. No entanto, esses modelos não representam adequadamente as condições reais em pacientes e, portanto, não são ideais para estudos de eficácia biológica. Usando o novo modelo 3D, os pesquisadores já mostraram que as nanopartículas penetram e se distribuem melhor nos folículos capilares do que em culturas de folículos capilares flutuantes. As nanopartículas são, portanto, capazes de penetrar profundamente nos folículos capilares e são adequadas como carreadoras de ingredientes ativos. A equipe de Lehr também foi capaz de mostrar que as infecções do folículo capilar com o patógeno hospitalar Staphylococcus aureus pode ser combatido significativamente melhor se o antibiótico rifampicina for “embalado” em tais nanopartículas.
O modelo 3D descrito de folículos capilares humanos supera alguns dos desafios associados a modelos laboratoriais anteriores. “Nosso modelo fornece uma replicação mais realista do microambiente do folículo capilar humano e pode ser cultivado a longo prazo. Mas ainda não chegamos ao fim da estrada. Precisamos otimizar ainda mais as propriedades mecânicas do polímero. Também estamos planejando incluir tipos de células adicionais, como fibroblastos e células imunes, para tornar o modelo ainda mais representativo da situação do paciente”, diz Aliyazdi. Um modelo mais complexo desse tipo tem grande potencial para fornecer insights iniciais valiosos sobre a viabilidade do folículo capilar, comportamento do patógeno e, finalmente, a previsibilidade da eficácia do medicamento e avaliações de segurança. Lehr enfatiza: “Nossa pesquisa mostra que imitar o ambiente natural do folículo capilar é fundamental para avaliar a eficácia dos antibióticos. Este modelo pode acelerar significativamente o desenvolvimento de novas terapias direcionadas, ao mesmo tempo em que reduz o número de estudos em animais necessários.”
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