Startup brasileira quer fabricar órgãos humanos sob medida

Roseli Andrion | Pesquisa para Inovação – O ano é 2050. Um cirurgião acessa o sistema de um hospital conveniado ao Sistema Único de Saúde (SUS) e seleciona o modelo tridimensional de um coração cujas medidas são exatas às de um paciente na fila de transplante. Em seguida, uma impressora 3D deposita células humanas vivas, camada por camada, até que o órgão projetado tome forma. O procedimento ocorre sem filas de espera, sem a necessidade de doadores e sem risco de rejeição, uma vez que o coração foi fabricado a partir das próprias células do receptor.

Embora essa cena pareça extraída de um filme de ficção científica, a ciência que a tornará possível já está sendo desenvolvida nos laboratórios da startup TissueLabs, apoiada pelo Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP. Atualmente, a equipe produz fragmentos de tecido em escala de poucos centímetros para pesquisas, testes de medicamentos e desenvolvimento de modelos de doenças. A meta é alcançar os primeiros tecidos com aprovação para uso clínico em até dez anos. O que se vislumbra para 2050 tem potencial para reescrever a história da medicina.

Fundada em 2019 em São Paulo e hoje sediada na Suíça, a empresa utiliza biomateriais que funcionam como um “cimento biológico” para células. “Se um órgão fosse uma construção, as células seriam os tijolos e o nosso biomaterial seria o cimento que os une”, explica Gabriel Liguori, fundador e CEO da startup.

Um diferencial dos biomateriais da TissueLabs é que eles são tecido-específicos. Isso significa que, para cada estrutura que se deseja reproduzir, utiliza-se um material derivado da matriz extracelular (estrutura de suporte que envolve as células, ditando como elas se organizam, se comunicam e se especializam) daquele tecido específico. Hoje, a empresa possui mais de 45 formulações para mais de 15 tecidos, incluindo coração, fígado, rim, pâncreas, pele, cartilagem, osso e cérebro.

Cada formulação pode variar conforme o método de solidificação: algumas são fotorreticuláveis (endurecem quando expostas à luz), enquanto outras são reticuláveis por meios químicos ou térmicos. Essa flexibilidade amplia as possibilidades de aplicação em diferentes tecnologias de impressão 3D.

A bioimpressão 3D — processo de fabricação de estruturas biológicas em camadas, com o uso de células e biomateriais — é o método pelo qual os tecidos ganham forma tridimensional. O processo inicia-se com células-tronco, que possuem a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares.

Na TissueLabs, são utilizadas as células-tronco de pluripotência induzida, conhecidas pela sigla iPSC (induced pluripotent stem cells). Ao contrário das embrionárias, as iPSCs são obtidas de tecidos adultos, a partir de uma biópsia de pele ou amostra de sangue, por exemplo. Em laboratório, são “reprogramadas” para um estado similar ao embrionário e, posteriormente, diferenciadas no tipo celular desejado, como cardiomiócitos (células responsáveis pela contração e relaxamento do coração) ou hepatócitos (células principais do fígado).

Com quantidade suficiente de células, elas são misturadas ao biomaterial e inseridas em uma impressora 3D desenvolvida especificamente para essa finalidade. O resultado é um tecido tridimensional em camadas, com estrutura que mimetiza a arquitetura natural daquele tecido no organismo humano. A startup já possui três modelos de impressoras no mercado e tem mais de 300 instituições em 30 países utilizando sua plataforma de biofabricação.

Por enquanto, os tecidos produzidos pela TissueLabs são destinados exclusivamente a ambientes laboratoriais. Os clientes incluem pesquisadores acadêmicos, farmacêuticas e empresas de cosméticos. A L’Oréal, por exemplo, utiliza a plataforma da TissueLabs para imprimir pele em 3D, substituindo o uso de animais em testes de produtos - iniciativa anunciada durante a feira Viva Technology 2024, em Paris.

Potenciais mercados

O mercado global de bioimpressão 3D movimentou cerca de US$ 2,6 bilhões em 2024 e a projeção da consultoria Towards Healthcare é que alcance US$ 8,5 bilhões até 2034, com uma taxa de crescimento anual de aproximadamente 12,5%. O segmento de geração de tecidos e órgãos é apontado como o de crescimento mais acelerado.

No setor farmacêutico, a aplicação é estratégica. O desenvolvimento de um novo medicamento custa, em média, entre US$ 1 bilhão e US$ 2 bilhões, com um prazo de 10 a 15 anos, segundo artigo publicado na revista científica Acta Pharmaceutica Sinica B. Apesar do alto investimento, nove em cada dez fórmulas falham nos ensaios clínicos, sendo que a toxicidade responde por 90% dos casos. A toxicidade para o coração é a principal razão isolada de descontinuação, representando 30% das interrupções.

Estudos publicados na revista Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology indicam que cerca de 30% dos medicamentos abandonados em ensaios clínicos entre 2011 e 2012 foram descartados por preocupações com segurança cardiovascular. Além disso, pesquisas publicadas na plataforma ScienceDirect apontam que problemas cardiovasculares são responsáveis por 45% das retiradas de medicamentos do mercado após a aprovação.

Nesse contexto, a TissueLabs desenvolve uma plataforma própria de testes de cardiotoxicidade. O objetivo é oferecer a farmacêuticas e empresas de pesquisa clínica (CROs, sigla de Contract Research Organizations) uma ferramenta para identificar se um novo medicamento é danoso ao coração antes de chegar aos ensaios em humanos. “Podemos reduzir o custo de desenvolvimento e, mais importante, o risco para os pacientes”, pondera Liguori. A plataforma deve ser lançada comercialmente nos próximos dois anos.

Órgãos para transplante

O objetivo de longo prazo permanece ambicioso: fabricar órgãos para transplante. Liguori estima que os primeiros tecidos com aprovação clínica, como vasos sanguíneos e válvulas cardíacas, estarão disponíveis comercialmente em cerca de dez anos.

Quanto aos órgãos inteiros, o horizonte é mais distante. Embora um protótipo funcional possa surgir por volta de 2040, o rigoroso processo de ensaios clínicos e aprovação regulatória deve adicionar, pelo menos, mais uma década de trabalho. “É importante evitar falsas expectativas. Mesmo com um protótipo pronto, levaremos anos para finalizar os testes clínicos”, ressalta Liguori. “Naturalmente, ainda exigirá muito desenvolvimento.”

Segundo o pesquisador, o cenário regulatório varia globalmente: “O Japão possui um sistema que permite acelerar o processo, enquanto outros países são mais lentos”. São necessários investimentos e persistência, mas a ciência já delineou o caminho para a bioimpressão de um coração. O desafio seguinte é, essencialmente, uma questão de engenharia e tempo.

Motivação pessoal

Antes mesmo de cursar medicina na Universidade de São Paulo (USP), Liguori já frequentava o Instituto do Coração (InCor). Nascido com uma cardiopatia congênita, foi acompanhado pela instituição desde os sete dias de vida. Buscar soluções para a área tornou-se natural. “Eu me lembro de sempre dizer que seria médico”, conta.

Interessado em cirurgia cardiovascular, conheceu a engenharia de tecidos e incorporou-a à sua trajetória. “Em 2014, no último ano da graduação, percebi que essa área praticamente não existia no Brasil. Decidi estudar fora e trazer esse conhecimento de volta.”

Após concluir o doutorado na Universidade de Groningen, nos Países Baixos, retornou ao Brasil e atuou como pesquisador no InCor. Criou um laboratório de engenharia de tecidos, mas percebeu a necessidade de dedicação exclusiva ao projeto. Em 2019, fundou a TissueLabs com o sócio, o engenheiro Emerson Moretto.

A internacionalização ocorreu em 2021, com a abertura de um escritório de distribuição na Suíça. Dois anos depois, a pesquisa biológica também migrou para o país europeu, devido a questões logísticas: reagentes que chegam à Europa em dois dias levam meses para serem liberados no Brasil. “Mesmo com recursos, não há aqui a mesma disponibilidade que se encontra no exterior”, relata Liguori. A área de desenvolvimento e fabricação das impressoras da empresa foi mantida no Brasil.

O mercado brasileiro representa menos de 10% do faturamento da TissueLabs, embora a empresa mantenha sua liderança no país. Com uma equipe de 12 pessoas, a meta é chegar a 20 até o fim do ano. A startup possui uma rodada de investimento de 3 milhões de francos suíços (cerca de US$ 3,5 milhões) aberta, com previsão de fechamento até junho de 2026.