"Impressão de córnea": novas tecnologias podem recuperar a visão

Um estudo publicado no JAMA de 2016 estimou que 12,7 milhões de pessoas no mundo esperam um transplante de córnea. Os olhos são estruturas complexas e são a entrada do nosso sistema de visão. A primeira camada que recebe a luz do ambiente é a córnea. Esta interface protege o olho do ambiente externo, assim como a pele protege o corpo. Além disso, tem propriedades ópticas de refração importantes.

As lesões de córnea são importantes pois sua deterioração pode levar à cegueira. Quando existe um comprometimento significativo da visão causado pela córnea, o padrão-ouro de tratamento é o transplante de córnea.

Como é um tecido vivo doado, existe um gargalo pela diferença entre a grande demanda e a pouca disponibilidade de córneas. Apesar disso, o transplante ainda é muito seguro e tem sofrido transformações ao longo dos anos, com técnicas menos invasivas, mais seguras e de recuperação mais rápida, onde somente uma camada da córnea precisa ser substituída. São os chamados transplantes lamelares, que vêm codificados com nomes como dmek, dsaek e dalk.

Quando os transplantes já não podem ser realizados, como em casos de várias cirurgias prévias, ou queimaduras oculares muito extensas, tínhamos uma opção que se denominou ceratoprótese. Essa peça foi desenvolvida ao redor do mundo de forma muitas vezes paralela, mas a mais tradicional é a de Boston, que carrega o nome de Charles Dohman na sua gênese.

As próteses de córnea (ceratopróteses) têm um cilindro óptico central e se dividem basicamente em dois tipos: com saia ou com furos do tipo do botão. A prótese reproduz a transparência e a refração da córnea e os outros elementos servem como substrato para fixação da prótese. Existem diversos modelos testados além da Boston Keratoprosthesis, como Alphacor, osteo-odonto-keratoprosthesis, Keraklear e Korea Seoul-Type.

Veja as próteses abaixo:

Algumas dificuldades que os pacientes e médicos ainda encontram são o reduzido ângulo de visão para avaliação de fundo de olho, especialmente na periferia da retina, a dificuldade de mensuração da pressão ocular (sendo o glaucoma uma das maiores causas de insucesso dessa tecnologia) e a integração com o tecido ocular original, já que o implante mimetiza algumas características e funções biomecânicas mas não todas, como a viscoelasticidade e composição celular.

Mesmo trazendo um impacto grande na visão, a estética da prótese ainda não é satisfatória.

Bioengenharia: córneas sintéticas artificiais

Novas próteses têm sido idealizadas com novos materiais que diminuiriam os efeitos deletérios de um objeto estranho. São estruturas (polímeros) sintéticas e biocompatíveis, com características mais próximas do tecido da córnea e esclera.

Existe uma variedade de técnicas para desenvolver esses tecidos. E é possível até popular essas estruturas com as células do próprio paciente para diminuir a rejeição.

Além de polímeros sintéticos, também é possível usar a estrutura (matriz extracelular) do próprio paciente ou de outra pessoa para "engenheirar" uma nova córnea.

Para entender a estrutura da córnea, podemos pensar em um sanduíche. Entre o epitélio e o endotélio da córnea, existem mais três camadas, duas membranas —Bowman e Descemet— que separam as extremidades, e o estroma no meio, com células altamente organizadas e avasculares. Existem também terminações nervosas em todo tecido. Toda essa estrutura garante propriedades refrativas e estruturais importantes para a óptica ocular.

Logo se vê que não é fácil reproduzir os tecidos da córnea, ainda mais ela inteira.

Quanto mais parecido do tecido real, mais complicado é de fabricar essa estrutura. Para atingir essa complexidade, estudos estão sendo feitos para que o tecido tenha camadas similares a uma córnea. E ainda não se entende o processo todo, pois ele é muito complicado de manufaturar.

Bioimpressão 3D

A bioimpressão 3D é uma grande promessa para construir essa estrutura. A impressora 3D tem como inspiração a impressora de papel, imprime uma camada de "tinta" e, com essa base, adiciona no topo outra camada e outra até completar um volume tridimensional.

O princípio é o mesmo da impressão 3D, mas ao invés de plástico, imprime "biotintas", que são polímeros, cerâmica, hidrogéis e injeta substratos e células capazes de se manter vivas. Algumas pessoas na verdade só chamam de bioimpressão se houver semeadura de células, outras entendem como bio os tecidos de inspiração biológica. No Brasil, temos uma startup que já está produzindo esse tipo de bioimpressora, do pesquisador Gabriel Liguori.

Com a deposição camada a camada de biotintas estruturais e células, é possível criar tecidos complexos. Ainda há muitas limitações, como orientar as células, especialmente na camada do estroma da córnea, que tem células alinhadas.

Outra possibilidade é diferenciar células tronco pluripotentes com ambiente semelhante à córnea, para que desenvolvam as características do estroma. A maior complexidade, no entanto, é fazer com que as células permaneçam vivas, livres de infecção, e expressando as proteínas que desejamos.

Tais estudos estão ainda em fases iniciais, em laboratório, e esperamos ter mais e mais aplicações à medida que consigamos dominar o microambiente.

O grande diferencial da bioimpressão é a possibilidade de customizar o tecido do transplante para cada paciente. Isso pode melhorar a refração final, aceite da estrutura e até a estética da prótese, o que melhoraria de forma global o transplante de córnea.

Vale observar que a maioria das córneas sintéticas artificiais estão em estágios de estudos intermediários, in vitro ou in vivo em animais. E poucos estão sendo testados em humanos, na fase clínica.

Recentemente, houve uma notícia de uma startup israelense que fez com sucesso o implante de ceratoprótese tradicional com novo tipo de material, devolvendo a visão a um homem de 78 anos.

Precisamos de cautela quando falamos em resultados de próteses, pois de imediato tem um efeito positivo muito bom, entretanto os efeitos precisam ser analisados durante um intervalo de pelo menos 12 meses. E esse foi o primeiro paciente que recebeu esta prótese no estudo clínico. Assim como as vacinas, os resultados precisam de seguimento para que tenha conclusões clínicas de eficácia.

Hoje as ceratopróteses tradicionais são usadas apenas em pacientes que já exauriram todas as outras possibilidades de tratamento e em casos muito graves, mas as perspectivas de córnea artificial sintética são boas.

É um campo cheio de desafios e oportunidades. Do ponto de vista científico, há pesquisa básica, clínica e tecnológica, e é totalmente multidisciplinar. Do ponto de vista de mercado, uma vez que se consiga mimetizar toda ou parte da estrutura da córnea, haverá opções de próteses para atender a demanda que não é suprida por próteses tradicionais e doadores, e principalmente sua distribuição e estoque.

* Paulo Schor é médico-cirurgião é professor livre-docente de oftalmologia na Escola Paulista de Medicina e professor na Faculdade de Medicina Einstein. Diretor de inovação tecnológica e social da Unifesp e coordenador de área de pesquisa para inovação da Fapesp.