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Atualizado 16 de agosto de 2025 por Sergio A. Loiola

Pesquisadores criaram um novo biopolímero derivado de bactérias, o PAMA, usado em um hidrogel para regenerar tecido muscular. O inovador “Bactogel” oferece uma nova esperança para a reparação muscular.

A Pesquisa foi Publicada na Revista Bioactive Materials.

esquisadores da DTU desenvolveram um novo biopolímero para regeneração do tecido muscular. Eles utilizaram as instalações de bioprodução nativas em bactérias para sintetizar um hidrogel durável, resiliente e elástico que pode promover melhores terapias contra lesões musculares traumáticas. Crédito: DTU.

Nas ultimas duas décadas a ciência está experimentando um enorme avanço na area de regeneração de orgãos, musculos, tecidos e ossos, em variados centros de pesquisas e Universidades.

Uma equipe de pesquisa da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), liderada por Alireza Dolatshahi-Pirouz, fez recentemente avanços significativos em engenharia de tecidos e terapia celular, aproveitando as propriedades curativas das bactérias.

É o que veremos a seguir.

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Pesquisadores criaram um novo biopolímero derivado de bactérias, o PAMA, que tem sido usado em um hidrogel para regenerar efetivamente o tecido muscular em ratos, com potenciais implicações no tratamento de lesões musculoesqueléticas em diferentes populações.

Avaliação da viabilidade de C2C12 após encapsulamento em hidrogéis reticulados por UV PEMA 21. (a) Esquema mostrando as etapas por trás da preparação do molde, encapsulamento de C2C12, reticulação e cultura. (b) Imagens representativas de células encapsuladas em PEMA 21 após serem coradas com calceína-AM (verde, células vivas) e homodímero de etídio -1 (vermelho, células mortas) em diferentes pontos de tempo. (c) Número total de células e (d) células vivas observadas em hidrogéis carregados de células em diferentes pontos de tempo. (e) Viabilidade de C2C12 após 1, 3, 7 e 14 dias em cultura. Fonte: Artigo da pesquisa

O grupo aproveitou as instalações de bioprodução nativas em bactérias para sintetizar um novo biopolímero com propriedades de cicatrização de tecidos.

Eles usaram esse polímero para fabricar um hidrogel durável, resiliente e elástico para regeneração de tecido muscular.

O estudo foi publicado na revista Bioactive Materials e detalha um novo biopolímero – Metacrilato de Pantoana, abreviado como PAMA – com propriedades de regeneração muscular derivadas de bactérias.

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Problemas na Regenerção muscular, e a solução

Embora o músculo saudável possa se regenerar na maior parte, ele não consegue se reparar totalmente quando a perda de tecido é volumétrica e excede 20% do peso do músculo.

Em vez disso, o novo tecido muscular consistirá em tecido adiposo não funcional e formação de tecido cicatricial fibroso. Para esse fim, as estratégias convencionais visam usar enxertos musculares autólogos para restaurar a função muscular.

No entanto, o enxerto autólogo é limitado pela disponibilidade de tecido, regeneração subótima, infecção pós-operatória.

Por isso existe a necessidade de novos métodos para promover a regeneração muscular.

Uma das soluções tem sido os hidrogeis. Mas eles ainda encontram dificuldades para o desenvolvimento.

Análise mecânica. (a) Breve explicação do princípio de funcionamento por trás da análise mecânica de hidrogéis. (b) Curvas de tensão-deformação cíclicas (até cinco ciclos) correspondentes a 2, 3 e 4% de hidrogéis PAMA 21 reticulados na presença de 0,5% de fotoiniciador . (c) A recuperação mecânica e a energia total dissipada após 70% de deformação foram recuperadas das curvas de tensão-deformação. (d) Tensão a 70% de deformação para 2, 3 e 4% de hidrogéis PAMA 21. (e) Tensão máxima e módulo de compressão dos respectivos hidrogéis, conforme mostrado aqui. (f) Deformação no ponto de ruptura dos respectivos hidrogéis. Fonte: Artigo da Pesquisa

Assim, a engenharia de tecidos in situ tem ganhado cada vez mais atenção.

Nessa abordagem simples, os biomateriais implantados usam a capacidade regenerativa do próprio corpo por meio do recrutamento e da estimulação controlada de células-tronco/progenitoras nativas, normalmente em matrizes nativas 3D ou em revestimentos bioativos para alcançar os melhores resultados.

Essa abordagem já foi usada para enxertos vasculares, engenharia de nervos, músculos e tecidos duros com resultados promissores. Mas encontram obstaculos nos proprios materiais para adaptação ao corpo.

Nessa direção, as substâncias exopoliméricas (EPS) obtidas de biofilmes bacterianos são boas candidatas, pois são resilientes, programáveis e escaláveis.

Aqui, metacrilamos um EPS derivado de bactérias para abrir um novo e empolgante caminho na busca pelo próximo sistema de hidrogel inovador. 

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Resultados promissores no tratamento de lesões musculares

Eles implementaram este novo hidrogel – ou “bactogel” – para tratar lesões musculares em ratos com resultados promissores.

O estudo in vivo demonstrou um aumento significativo na formação de tecido muscular e redução do tecido fibroso.

Com recuperação mecânica de quase 100%, boa biocompatibilidade e capacidade de cicatrização, o bactogel PAMA representa um novo caminho na área.

Química por trás dos hidrogéis desenvolvidos e as caracterizações correspondentes. (a) Estrutura química da pantoana antes e depois da metacrilação. (b) Imagens fotográficas de PAMA antes e depois da reticulação UV. (c) Medidas de potencial zeta de pantoana e PAMA com dois graus de metacrilação. (d) Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de pantoana e PAMA com diferentes graus de metacrilação. (e–g) A estabilidade térmica e a temperatura de cristalização da pantoana e PAMA 21 e PAMA 37 foram examinadas com TGA e DSC.

“Acredito que nossos novos resultados podem promover melhores terapias contra lesões musculoesqueléticas em atletas, idosos, bem como em soldados feridos ou outras pessoas envolvidas em acidentes que dão origem a lesões musculares traumáticas”

Com o PAMA, a equipe demonstrou que pode obter regeneração tecidual em ratos sem usar células, e espera uma cura muito melhor ao combinar seus bactogéis com células progenitoras musculares ou células-tronco.

Política de Uso 

É Livre a reprodução de matérias mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space 

CRIADO GEL PARA REPARAR E REGENERAR TECIDO MUSCULAR

Bibliografia

Bioactive Materials

Improving recovery from volumetric muscle loss (VML) in a rat model using superdurable bacterial-derived hydrogels

Scitech Daily

The innovative “Bactogel” offers new hope for muscle repair

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