Mais rápido, mais compacto, mais barato: os investigadores da MHH pretendem melhorar a produção de terapias celulares personalizadas
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Financiamento de vários milhões de euros da União Europeia: as malformações cardíacas congénitas conduzem frequentemente a insuficiência cardíaca. Isto significa que mesmo os doentes jovens necessitam de suporte circulatório mecânico ou de um transplante de órgão. Ambos prejudicam gravemente a qualidade de vida. As células do músculo cardíaco cultivadas em laboratório oferecem uma alternativa. Se estas células forem provenientes dos próprios doentes, a imunossupressão nem sequer é necessária. No entanto, o processo de produção é complexo e dispendioso. Com o projeto iNDUCARE, uma equipa de investigação internacional liderada pela MHH pretende agora melhorar um processo de produção já aprovado nos EUA, para que a reparação cardíaca personalizada se torne acessível e clinicamente viável no futuro.
A insuficiência cardíaca é uma das principais causas de morte a nível mundial. As opções de tratamento são limitadas, especialmente quando a insuficiência cardíaca é causada por malformações cardíacas congénitas. As pessoas afetadas necessitam de suporte circulatório mecânico ou de um transplante de órgão logo na idade adulta jovem. Ambas as opções têm desvantagens: os sistemas de suporte cardíaco requerem anticoagulação ao longo da vida e não são uma solução permanente; os corações de dadores são escassos e exigem imunossupressão ao longo da vida. A utilização das chamadas células estaminais pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs) oferece uma alternativa. Estas células somáticas geneticamente reprogramadas podem desenvolver-se em qualquer tipo de célula – por exemplo, em células do músculo cardíaco. Estes cardiomiócitos produzidos em laboratório (hiCMs) destinam-se a substituir o tecido muscular cardíaco perdido e a melhorar a função cardíaca no futuro. Se as hiPSCs não forem derivadas de células somáticas doadas, mas dos próprios recetores, a imunossupressão nem sequer é necessária. Isto porque o sistema imunitário não reconhece como estranhas as células derivadas das hiPSCs autólogas do próprio corpo. No entanto, a sua produção tem sido, até agora, muito complexa e dispendiosa.
Uma equipa de investigação liderada pelo Prof. Dr. Robert Zweigerdt, biólogo celular nos Laboratórios de Investigação Leibniz para a Biotecnologia e Órgãos Artificiais (LEBAO) do Departamento de Cirurgia Cardíaca, Torácica, Transplantes e Cirurgia Vascular da Faculdade de Medicina de Hanôver (MHH), e pelo Prof. Dr. Ulrich Martin, diretor do LEBAO, pretende resolver este problema. Com o seu projeto iNDUCARE, pretendem utilizar um processo de fabrico de hiCMs autólogas que já está aprovado nos EUA e aperfeiçoá-lo, para que a reparação cardíaca personalizada se torne acessível e clinicamente viável no futuro. A União Europeia está a financiar o projeto de colaboração internacional com um total de oito milhões de euros. Na qualidade de coordenador, a MHH receberá cerca de dois milhões de euros desse montante.
A imunossupressão é problemática
«Uma grande vantagem do transplante de hiCMs derivadas das próprias células sanguíneas do doente, as chamadas autólogas, é que não é necessária imunossupressão — que está associada a efeitos secundários —, o que constitui uma vantagem decisiva, especialmente para crianças e jovens adultos», observa o Professor Martin. De uma perspetiva comercial, a produção em massa de produtos celulares derivados de células iPS não específicas do doente (alogénicas) pode parecer atrativa devido aos custos iniciais mais baixos em comparação com as iPSCs específicas do doente. No entanto, isto resultaria em custos significativamente mais elevados a longo prazo, uma vez que é geralmente necessária uma imunossupressão ao longo da vida. O Prof. Dr. Arjang Ruhparwar, Diretor de Cirurgia do HTTG, acrescenta: «A imunossupressão induzida por medicamentos também é problemática para doentes em estado crítico, porque o seu sistema imunitário não pode tolerar qualquer comprometimento adicional. Mas tal tratamento também é injustificável para crianças e jovens adultos, dados os elevados riscos de infeção, desenvolvimento de tumores e redução da qualidade de vida.»
Produção ainda demasiado demorada e cara
A longo prazo, portanto, a abordagem autóloga poderia, em muitos casos, revelar-se ainda mais rentável e sustentável do que a terapia com iPSCs alogénicas derivadas de um dador. No entanto, para além dos custos significativamente mais elevados no início do tratamento, existem mais duas razões pelas quais esta terapia ainda não se tornou amplamente estabelecida. Em primeiro lugar, cada linha celular não só tem de ser criada individualmente, como também produzida e submetida a controlo de qualidade através de processos de fabrico complexos, para garantir a função pretendida e excluir riscos de tratamento. Em segundo lugar, no caso de doenças cardíacas agudas, demora demasiado tempo a produzir uma quantidade suficiente destas células para o tratamento.
Controlo de qualidade apoiado por IA
Os complexos processos de produção serão melhorados no iNDUCARE. Os vetores de sendavírus recentemente desenvolvidos destinam-se a encurtar o processo de reprogramação e a reduzir os custos. Os investigadores pretendem resolver o segundo problema com a ajuda de biorreatores de tanque agitado de alta densidade. “Até agora, o número de células necessário só pode ser produzido em grandes biorreatores de dois litros», afirma o Professor Zweigerdt. «A IA será utilizada para otimizar os processos de produção e o controlo de qualidade: o nosso objetivo é produzir uma dose terapêutica suficiente em apenas 300 mililitros – aproximadamente o volume de uma caneca de café grande.»
Utilizar a plataforma também para outras aplicações
Os investigadores pretendem comparar os atuais processos de produção da MHH com os já em uso nos EUA. Espera-se que a combinação de elementos de ambas as tecnologias resulte numa plataforma de produção de hiCMs melhorada, que possa ser utilizada tanto na Europa como nos EUA para o fabrico de produtos iPS autólogos. «Esperamos um aumento de cinco a sete vezes no rendimento de cardiomiócitos, reduzindo simultaneamente o tempo de produção de um ano para sete meses e diminuindo os custos em até 70 por cento», explica o Professor Zweigerdt. «E tudo isto sem comprometer a segurança ou a qualidade.» Os investigadores não se estão a concentrar exclusivamente no músculo cardíaco. «A nossa plataforma de fabrico também se destina a ser transferível para outras terapias baseadas em células e a lançar as bases para tratamentos de próxima geração específicos para cada doente que vão além da reparação cardíaca», salienta o professor Martin.
O projeto colaborativo iNDUCARE terá início a 1 de setembro de 2026 e terá a duração de quatro anos. Para além da MHH, estão envolvidos parceiros de cooperação das áreas da investigação, indústria e prática clínica na Alemanha, no Reino Unido, em Israel, nos Países Baixos, na Suíça, na República Checa e nos EUA.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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