Janaina Dernowsek: Um panorama da bioimpressão 3D no Brasil

[:pb]Janaina Dernowsek é pesquisadora e autora de artigos científicos envolvendo uma área do conhecimento pouco difundida no Brasil: a biofabricação. Em nossas andanças por aí em busca de pautas sobre bioimpressão, eis que somos agraciados com a presença da Dra. Janaina, atualmente pós-doutoranda no Centro de Tecnologia da Informação Renato Acher na área de biofabricação de tecidos, durante o Inside 3D Printing São Paulo. Trocamos contato para a entrevista abaixo, em que ela conta a dura realidade da pesquisa científica no Brasil, e aonde podemos chegar, com o incentivo necessário do governo e da sociedade:

3DPrinting.: Em qual estágio se encontram as pesquisas ligadas à bioimpressão no Brasil? E qual o papel do CTI no processo como um todo?

Janaina Dernowsek: É fatigante chamar a atenção para o baixo índice de investimento em pesquisa e inovação no Brasil, e além disso, ser lembrada a todo minuto que produzimos pouco e que sofremos com a burocracia acirrada das importações e leis brasileiras. Enquanto países avançam no desenvolvimento de novas tecnologias voltadas à biofabricação de tecidos e órgãos, com o apoio incessante do governo e da indústria, nós brasileiros esperamos o dia em que estaremos importando tecidos e órgãos a preço de diamantes e com as regras que eles estipularem.

Todos nós sabemos que a crise financeira na pesquisa sempre esteve presente no Brasil e continuará por um tempo indeterminado, principalmente para as tecnologias emergentes que precisam de uma atenção especial para sua ascensão.

 

“No Brasil existem vários grupos de pesquisa focados na regeneração e produção de tecidos biológicos, porém investimentos competitivos para o desenvolvimento de tecnologia de ponta, como bioimpressoras, biorreatores específicos e tecnologia da informação para a biofabricação de órgãos ainda é ficção científica.”

 

O CTI Renato Archer, mais precisamente, no Núcleo de Tecnologias Tridimensionais (NT3D), coordenado pelo Dr. Jorge Vicente Lopes da Silva, pioneiro na utilização e otimização da impressão 3D no Brasil, vem colaborando ativamente na disseminação e no desenvolvimento de tecnologias voltadas para a área de biofabricação de órgãos.

O NT3D utiliza da tecnologia da informação para estudar, otimizar e desenvolver dispositivos para essa área emergente, tendo uma influência significativa no pioneirismo da bioimpressão no país.

 

3DPrinting.: Qual o maior desafio da bioimpressão 3D hoje no mundo, e como o Brasil tem se posicionado nesse contexto?

Janaina Dernowsek: Os órgãos são altamente complexos e suas limitações espaciais, tipos de células, sinais bioquímicos, redes “ômicas” regulatórias, e as condições de crescimento e remodelamento diferem em cada tecido. Cada órgão individual possui sua própria estrutura anatômica e morfológica para orquestrar rigorosamente todas as atividades específicas, distribuídas em diversas escalas.

É pertinente a nós, pesquisadores da área, informar e alertar que embora tenha havido um grande avanço das tecnologias envolvidas no campo da bioimpressão, engenharia tecidual e tecnologia da informação, nenhuma abordagem disponível hoje possui a capacidade de produzir um órgão completamente funcional.

Cito, por exemplo, apenas alguns dos desafios que necessitam de muitos esforços para serem sanados:

• Métodos mais eficazes com precisão espacial e temporal para depositar as células/aglomerados celulares sem causar danos (físicos e moleculares);
• Desenvolvimento de BioCAD da organização espacial e funcional do tecido;
• Melhores condições para a maturação do tecido após a fase de bioimpressão, ou seja, biorreatores apropriados para a maturação adequada;
• Desenvolvimento de biomateriais ou moléculas biológicas para condicionar uma melhor adesão entre as células do tecido durante e depois da bioimpressão, além de estímulos apropriados para a diferenciação celular;
• Histoarquitetura complexa presente nos órgãos;
• Heterogeneidade celular com fenótipos complexos orquestrando as atividades intra e extracelular dos órgãos;
• Vascularização complexa do tecido biológico.

 

3DPrinting.: Quais são as barreiras políticas – e, porque não dizer, burocráticas mesmo – que impedem o Brasil de avançar na área?

Janaina Dernowsek: Hoje, o Brasil está formando mais doutores e mestres, muito diferente de 20 anos atrás, e construindo mais colaborações internacionais, ampliando a capacidade da ciência brasileira. Entretanto, o principal desafio para nós pesquisadores está sendo no corte orçamentário vivenciado nesse período lastimável da política brasileira. Toda essa situação deverá aumentar a nossa dependência em tecnologia produzida fora do território brasileiro, principalmente na área de biofabricação de tecidos e órgãos.

3DPrinting.: Sabemos que a biofabricação está longe de ser um processo simples. Poderia nos descrever brevemente quais processos tecnológicos estão envolvidos na bioimpressão?

Janaina Dernowsek: A bioimpressão é uma tecnologia extremamente inovadora e exigente em termos de interdisciplinaridade. Os primórdios dessa tecnologia surgiram com os avanços da impressão 3D, da engenharia tecidual, biologia molecular, e da tecnologia da informação. A aquisição e processamento de imagens, programas de modelagem 3D, simulação computacional, novas tecnologias para manipulação e síntese de material em escala micro e nanométrica, as análises necessárias de uma grande quantidade de dados ômicos disponíveis facilitam o desenvolvimento de novos conhecimentos, como a bioimpressão de biomateriais e tecidos. No entanto, muito ainda tem que ser estudado, desenvolvido e otimizado para chegarmos no principal objetivo dessa jornada, que é a produção de órgãos complexos, funcionais, e principalmente confiáveis biologicamente a longo prazo.

 

3DPrinting.: Você publicou um artigo intitulado: “The role of information technology in the future of 3D biofabrication”; Nele, você explora a relação entre o que chama de ‘engenharia de tecidos’ – tissue engineering – biofabricação, bioimpressão e TI. Poderia nos explicar qual a conexão e convergência entre esses 4 termos?

 

Janaina Dernowsek: Apesar da biofabricação e bioimpressão estar progredindo, muitos equipamentos ainda são protótipos e não existem na pesquisa e nem comercialmente. O que encontramos hoje são alguns métodos desenvolvidos pela engenharia tecidual e melhorados com o passar dos anos devido ao avanço das tecnologias. A engenharia tecidual é uma área interdisciplinar já consolidada e aplicada para o desenvolvimento de substitutos biológicos. Esse objetivo é o mesmo da biofabricação, área crescente que engloba a bioimpressão. Porém, há uma necessidade muito grande, da criação e incorporação de programas e parâmetros mais apropriados para essas áreas, sendo imprescindível a integração da tecnologia da informação, visto que todos os processos envolvidos são dependentes de equipamentos e processos automatizados. É óbvio que sem um modelo virtual não é possível dar andamento às etapas da biofabricação.

Além disso, a combinação com modelagem matemática, algoritmos biológicos e simulação computacional pode identificar potenciais problemas inesperados, encontrar uma melhor solução e otimizar modelos digitais e, assim, facilitar todas as etapas da biofabricação.

 

3DPrinting.: Você publicou outro artigo intitulado: “From 3D Bioprinters to a fully integrated Organ Biofabrication Line”; pois bem: o quão distante ainda estamos de uma linha integrada para biofabricação de órgãos e tecidos humanos? Na sua visão, isso poderia se tornar realidade daqui, talvez, 10 anos?

Janaina Dernowsek: Uma linha integrada de equipamentos para a biofabricação de órgãos seria um avanço expressivo na área, porém é uma realidade distante. Quando falamos de equipamentos e tratamentos para a saúde, não podemos esquecer que estamos lidando com a vida de uma pessoa, sendo assim a burocracia existente impede a rápida expansão tecnológica nessa área. A contestação é um tanto contraditória, pois os órgãos de regulamentação têm a missão de proteger e promover a saúde da população, mediante a intervenção nos riscos. Assim sendo, os pesquisadores que hoje buscam o desenvolvimento de tecidos biológicos, não conseguem isentar o paciente dos riscos futuros, principalmente por ser uma área muito recente e necessitar de testes e um tempo maior para obter a confiança biológica necessária.

Sendo muito positiva, acredito que essa linha de biofabricação poderá se tornar realidade daqui a 40 anos. Durante essa progressão de tecnologias voltadas para a biofabricação de órgãos, assistiremos uma ascensão de novas competências e novos campos do conhecimento, cujo elemento principal será a interdisciplinaridade.

 

3DPrinting.: Em um dos seus artigos, você faz o seguinte resumo: “Os sistemas ciberfísicos e a engenharia de sistemas complexos desempenharão um papel fundamental na saúde, na medicina translacional, na segurança biológica e cibernética e em todas as outras tecnologias que levarão ao sucesso da biofabricação”. Deste pequeno trecho, em primeiro lugar, o que vem a ser “medicina translacional”? Creio que poucas pessoas sabem o que significa esse termo. E qual o significado disso tudo, na prática, para o futuro da medicina e até mesmo para a indústria farmacêutica de uma maneira geral?

 

Janaina Dernowsek: Medicina translacional basicamente é uma área de estudo que visa agilizar a transferência de resultados da pesquisa básica para a pesquisa clínica, a fim de produzir benefícios a curto prazo para a comunidade como um todo. Hoje, vivenciamos mudanças significativas na inovação de tecnologias, muito diferente do que acontecia no passado. Essas tecnologias são cada vez mais potentes, facilitando muito a integração, análise e comunicação de dados de diversas áreas, levando a diagnósticos e tratamentos mais assertivos. Na área farmacêutica não seria diferente, pois hoje, há uma gama de métodos computacionais e moleculares mais eficazes para a descoberta de novas drogas, além é claro, do avanço nos testes de fármacos e cosméticos sem a utilização de animais. Esses novos processos estão progredindo junto com a engenharia tecidual e a biofabricação de tecidos, tendendo a uma personalização de métodos.

3DPrinting.: Você acredita que, em um contexto de Indústria x Medicina 4.0, e em um futuro muito próximo, será possível toda clínica ou consultório médico dispor de uma impressora 3D “desktop” para imprimir, por exemplo, um enxerto de pele para um certo tipo de paciente? Qual sua visão sobre isso?

 

Janaina Dernowsek: No futuro, a biofabricação deverá estar de acordo com o paradigma da Medicina 4.0, que alude à Indústria 4.0, cujos sistemas inteligentes e personalização abrirão novas oportunidades para tratamentos de saúde. Essa modernização de teorias e práticas levará a uma progressão da logística na saúde, diminuindo o tempo de obtenção de tratamentos, fármacos e tecidos. A biofabricação trará uma miríade de novas técnicas, equipamentos, métodos e melhorias significativas dos processos existentes, permitindo a inovação dos consultórios e hospitais. Hoje, temos o conhecimento de bioimpressoras 3D, mas no futuro acredito que teremos “estações de biofabricação”, ou seja, equipamentos integrados para a produção automatizada de tecidos e órgãos, além de dispositivos menores, de fácil manuseio para a produção de tecidos em pequena escala e para a utilização imediata dentro de consultórios e salas cirúrgicas. Essas estações e dispositivos menores já são desenvolvidos de uma forma preliminar, e alguns já estão sendo testados na pesquisa.

Quer saber mais sobre o andamento das pesquisas em biofabricação de órgãos no Brasil? Veja o vídeo abaixo:

 

 

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