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Entrevista a António Completo, investigador e docente no Departamento de Engenharia Mecânica
Trabalho desenvolvido pela UA na área da Engenharia dos Tecidos em foco no “90 segundos de ciência”
António Completo, investigador e docente no Departamento de Engenharia Mecânica
Pela voz do investigador e docente do Departamento de Engenharia Mecânica António Completo, o “90 segundos de ciência” dá destaque esta terça-feira. 14 de fevereiro, ao trabalho que a UA tem vindo a desenvolver no campo da Engenharia dos Tecidos de substituição, uma área que pode abrir novas estratégias para a restauração dos tecidos perdidos ou afetados. O programa vai para o ar às 18h58, repetindo no dia seguinte, pouco antes do noticiário das onze da manhã.

As doenças da cartilagem são caracterizadas por dor e grande incapacidade. Na atualidade a substituição do tecido danificado com enxertos alógenos inclui um elevado risco rejeição do enxerto e morbilidade da zona dadora. Os implantes artificiais (solução mais comum) têm limitações e são a evitar em pessoas mais jovens ou ativas. Assim, a Engenharia dos Tecidos de substituição pode abrir novas estratégias para a restauração dos tecidos perdidos ou afetados. A maioria dos tecidos humanos para os quais se deseja que a Engenharia dos Tecidos desenvolva tecidos artificiais tem funções biomecânicas (a pele, os vasos sanguíneos, os tecidos ósseos e a cartilagem). Contudo, as propriedades mecânicas dos tecidos desenvolvidos em laboratório são inferiores às dos nativos, sendo esta uma das razões para o insucesso de tal estratégia. Este facto conduz claramente à questão que assumindo que as propriedades biomecânicas são importantes, como se pode controlar essas propriedades nos tecidos artificiais. Alguns investigadores concluíram que as propriedades biomecânicas da cartilagem artificial podem ser melhoradas por uma apropriada estimulação mecânica.

O Departamento de Engenharia Mecânica da UA começou por desenvolver um primeiro projeto (Biorstimul) em 2009, juntamente com a Universidade de Coimbra, com o objetivo de construir um Bioreactor gerador de estímulo mecânico. Capaz de sujeitar as construções celulares a diferentes tipos e regimes de estímulo mecânico, e simultaneamente seguir a evolução das propriedades biomecânicas do tecido durante a fase de cultura, este bioreactor, já patenteado, tinha o propósito de aproximar as propriedades biomecânicas da cartilagem desenvolvida às da cartilagem nativa. O trabalho desenvolvido até à sua construção permitiu concluir que de facto determinados regimes de estímulo incrementam as propriedades mecânicas relativamente a cultura sem estímulo. Contudo concluiu-se também, que só com a parte experimental seria praticamente impossível estudar todas as combinações possíveis de estímulo mecânico já que o tempo necessário e respetivos custos seriam demasiados elevados.

Este foi, portanto, o desafio que deu origem a um segundo estudo. Em 2011 o projeto Simugrowth, desenvolvido em parceria com a Universidade de Coimbra e a Universidade do Minho, avançou com o objetivo de desenvolver um modelo computacional para a simulação das propriedades biomecânicas da cartilagem articular “in-vitro” na fase da cultura em Bioreactor em função do estímulo mecânico, de modo a otimizar os protocolos de estímulo mecânico e aproximar as propriedades da cartilagem artificial da cartilagem nativa. O modelo computacional desenvolvido permitiu identificar de uma forma mais rápida e com custos menores quais os regimes de estimulação mais promissores, para que depois a parte experimental se centrasse nestes. Estas simulações evidenciaram a forma como os diferentes constituintes da cartilagem (PG, Colagénio, etc) se organizavam espacialmente no tecido, e como esta organização estava relacionada com a distribuição espacial das propriedades mecânicas no próprio tecido. Assim, tornou-se evidente que apenas pelo estímulo mecânico seria extramente difícil replicar a organização estrutural da cartilagem nativa, sendo a organização das fibras de colagénio é fundamental para a resistência mecânica da cartilagem.

Na sequência das limitações identificadas neste segundo projeto avançou-se para um novo projeto (Arcadelike) que ainda se encontra em execução, com os mesmos parceiros. Este projeto é uma abordagem combinada da utilização de estímulo mecânico com scaffolds fibrosos anisotrópicos, para produzir uma estrutura de colagénio orientada na cartilagem artificial, com recurso a ferramentas computacionais e experimentais. Atualmente, esta equipa de investigação está a desenvolver diferentes arquiteturas da estrutura de suporte (scaffolds) fortemente anisotrópica para que as células possam ser condicionadas diferentemente do ponto de vista mecânico o que associado a diferentes regimes de estímulo mecânico pode resultar numa produção diferenciada de colagénio e sua orientação ao longo da espessura para que esta se aproxime da organização da cartilagem nativa e logo das suas propriedades biomecânicas.

 

Ao longo dos 261 episódios produzidos, “90 segundos de ciência” dará a conhecer o trabalho de um investigador português, a trabalhar na sua maioria em Portugal, nas áreas mais diversas, com o intuito de dar a conhecer a ciência que se faz em Portugal e incrementar a literacia científica da população portuguesa.

Duas vezes por dia, antes das onze da manhã e antes das sete da tarde, de segunda a sexta, é dada voz aos investigadores portugueses, dos Açores ao Minho, da Madeira à Covilhã, do Algarve a Bragança, e aos que andam espalhados pelo mundo, e das ciências sociais às ciências exatas, passando pelas humanidades.

Após a emissão, os programas são disponibilizados em http://www.90segundosdeciencia.pt, com mais material multimédia sobre cada um dos projetos e investigadores convidados.

O programa é coordenado por António Granado e Paulo Nuno Vicente, da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa (FCSH NOVA), e Joana Lobo Antunes, do Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA), e conduzido por Adriano Cerqueira, do ITQB NOVA.

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