Publicado em: 05/06/2017 às 10h35

Biomateriais: a revolução está só começando

Em entrevista à PróteseNews, Marco Cícero Bottino falou sobre os avanços nos estudos em Odontologia Regenerativa.

O brasileiro Marco Cícero Bottino continuará seu trabalho na Universidade de Michigan, nos EUA. (Imagens: divulgação)

 

O uso da tecnologia tridimensional aliada à biologia celular/molecular lançará uma nova era na Odontologia, visando maior previsibilidade na regeneração de tecidos e estruturas dentais e craniofaciais afetadas por doença ou trauma. À frente de importantes pesquisas nesse sentido, temos um brasileiro: Marco Cícero Bottino, professor associado de Biomateriais, da Universidade de Indiana (Estados Unidos), que em agosto irá para a Universidade de Michigan (também nos Estados Unidos), onde continuará seu trabalho. Em entrevista exclusiva à PróteseNews, ele falou sobre os avanços nos estudos em Odontologia Regenerativa e os resultados obtidos até agora.
 
PróteseNews – Quando começou o interesse pela área de pesquisa?
Marco Cícero Bottino – Eu sempre tive interesse pela área acadêmica e de pesquisa, então fiz iniciação científica durante meus anos de graduação em Odontologia, na Universidade Paulista (Unip). Nessa época, também participei de um estágio semanal no período noturno, na Unesp de São José dos Campos, para fazer pesquisa com os alunos de pós-graduação nos grupos dos professores Marco Antonio Bottino e Clóvis Pagani. Com isso, fui me enveredando cada vez mais para a área de pesquisa de materiais dentários restauradores.
 
Quando me formei, em 2001, apesar de iniciar a prática clínica em consultório, percebi que meu caminho era mesmo o da pesquisa. Então, durante o primeiro ano de formado, estagiei no departamento de Dentística da Unesp de São José dos Campos, o que me despertou bastante interesse em atuar na área de ciências de materiais aplicada à Saúde.
 
PrNews – E quando foi a decisão de ampliar os estudos fora da Odontologia?
MCB – Tive a oportunidade de conhecer o Inst ituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), em São Paulo, que conta com um renomado centro de pesquisa em biomateriais liderado pelos pesquisadores José Carlos Bressiani e Ana Helena Bressiani, que abriram todas as portas para mim. A partir de 2003, fiquei praticamente 100% envolvido em pesquisa e desenvolvimento de biomateriais, e cursando pós-graduação no Ipen (uma autarquia associada à Universidade de São Paulo), onde cumpri créditos na Escola Politécnica, no Ipen e na Faculdade de Odontologia da USP. A tese do meu mestrado foi o desenvolvimento de implantes de titânio porosos e, paralelamente, iniciamos trabalhos visando a obtenção de cerâmicas à base de zircônia para a aplicação em Odontologia.
 
PrNews – Como teve início a carreira internacional?
MCB – Após o mestrado, meu próximo passo foi o doutorado (PhD) completo em Engenharia de Materiais nos Estados Unidos. Em uma breve visita ao Paulo Coelho, que na época estava finalizando o doutoramento na Universidade do Alabama (em Birmingham), decidi submeter os documentos necessários para concorrer a uma bolsa naquela universidade. Felizmente, fui aceito e me mudei para os Estados Unidos em meados de 2006. Como meu mestrado foi voltado para a área de implantes metálicos, fui trabalhar no grupo de desenvolvimento de filmes finos, particularmente hidroxiapatita em escala nanométrica, no departamento de Física, para entender como a biologia celular se comportava com aquela modificação química de superfície em ligas de titânio. Infelizmente, chegou um momento em que meu primeiro orientador não conseguiu renovar o financiamento desta linha de pesquisa para continuar suportando estudos celulares em laboratório e pré-clínicos em animais. Então, em busca de outra pesquisa, me integrei ao grupo que estudava a produção de nanofibras poliméricas para a produção de enxertos vasculares. Assim, durante a segunda metade do meu doutoramento, estudamos exaustivamente o uso de nanofibras obtidas por eletrofiação – uma nanotecnologia que consegue formar nanofibras poliméricas a partir de forças eletrostáticas. Fomos um dos primeiros grupos a sedimentar o potencial desta tecnologia para a produção de membranas para regeneração periodontal. Em 2010, finalizei meu doutorado e publicamos inúmeros artigos relacionados a este tema, que foi a base para a expansão do uso desta tecnologia em outras áreas da Odontologia e da Medicina Regenerativa no nosso laboratório nos últimos dez anos.
 
Nanofibras poliméricas, processadas por eletrofiação, coletadas sobre luva cirúrgica no laboratório do Dr. Marco Cícero Bottino.

 

PrNews – E como foi a sua entrada como acadêmico nos Estados Unidos?
MCB – Ao terminar o doutorado, decidi continuar nos Estados Unidos. Então, o professor Jeffrey Platt, da Universidade de Indiana, me recrutou para ajudar a expandir o departamento de Biomateriais, muito conhecido mundialmente por ter sido a “casa” do professor Ralph Phillips, um dos pioneiros no campo de materiais dentários. Em agosto de 2010, comecei a minha trajetória como professor assistente e estabeleci meu grupo de pesquisa na Universidade de Indiana, focado no desenvolvimento de nanofibras, não somente na área de membranas para regeneração periodontal, mas também para aplicações em Endodontia Regenerativa – como dispositivos de liberação controlada de droga para desinfecção intracanal ou como arcabouço para promoção da regeneração do complexo dentinopulpar. Boa parte da pesquisa se baseou no desenvolvimento de nanofibras contendo moléculas terapêuticas, por exemplo, antibiótico, fatores de crescimento ou nanopartículas. A primeira fase da pesquisa foi direcionada para a produção de membranas bioativas para regeneração periodontal, com recursos do Instituto Nacional de Saúde Americano (NIH).
 
Nos últimos sete anos, não só mantivemos essa vertente de regeneração periodontal, mas também expandimos os estudos na área de regeneração pulpar. Fomos o primeiro grupo a relatar sobre o potencial de uso das nanofibras poliméricas contendo agentes antimicrobianos para a desinfecção do conduto radicular com mínimo risco de toxicidade, permitindo que as células-tronco da papila apical se diferenciem e promovam a regeneração do complexo dentino-pulpar.
 
PrNews – Em que consiste essa pesquisa de regeneração pulpar?
MCB – O dente permanente de crianças até os 11 a 12 anos ainda está em formação e, se sofrer algum trauma ou for afetado por cárie, levará à necrose pulpar, o que comprometerá o completo desenvolvimento da raiz. Estamos tentando entender qual seria o procedimento para tratar esse dente que está com necrose pulpar devido a algum problema traumático ou cárie. O primeiro estágio no tratamento destes elementos dentais se dá por meio de uma efetiva desinfecção do conduto radicular. Infelizmente, os agentes de desinfecção utilizados na atualidade, como a pasta tripla antibiótica, são extremamente tóxicos para as células-tronco. Assim, a tecnologia de nanofibras possibilitou o desenvolvimento de um dispositivo de liberação controlada de antibióticos intracanal com mínima toxicidade a células-tronco da polpa ou papila apical. Com isso, iniciamos a segunda etapa: a regeneração. Nosso grupo vem utilizando células-tronco isoladas da polpa de dentes do siso, encapsuladas no interior de um novo biomaterial injetável para facilitar o transplante no conduto radicular, onde esperamos que ocorra a diferenciação celular e formação de um novo tecido pulpar capaz de promover a síntese de dentina.
 
Inserção com pinça de drogas intracanal em dispositivo de liberação controlada tridimensional, formado por nanofibras poliméricas.

 

PrNews – E qual o próximo passo em suas pesquisas?
MCB – Em agosto iniciarei meus trabalhos na Universidade de Michigan, para onde levarei esses projetos, tanto na área endodôntica como na área periodontal. Com o aporte financeiro que estão me proporcionando, conseguirei também agregar ao laboratório a tecnologia de bioimpressão. Assim, seremos capazes de fazer uma Odontologia regenerativa personalizada e teremos condições de fabricar biomateriais com maior capacidade de regenerar defeitos de anatomia complexa e com maior previsibilidade. Logicamente, são tecnologias que ainda demandam esforço, custo e tempo para sedimentar e se tornar um tratamento de rotina.
 
PrNews – Fale sobre o avanço da bioimpressão na Medicina. Em que patamar ela está?
MCB – Ela tem se mostrado a tecnologia que irá liderar a área de reparação de órgãos e tecidos de maneira geral. Alguns centros de estudo no mundo já fazem impressão de estruturas cardíacas, cartilagem e fígado, e os resultados pré-clínicos, ou seja, em animais de grande porte, são promissores. O ponto crucial de transladar esses esforços de impressão de Engenharia Biomédica em Medicina é, quem sabe um dia, poder suprir a necessidade ou a falta de encontrar órgãos para transplante.
 
Já existem centros muito fortes na Universidade de Harvard e no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) com estudos bastante avançados nessa questão da impressão 3D para a regeneração de órgãos. Ainda, há outro centro no estado da Carolina do Norte (Wake Forest), nos Estados Unidos, que está obtendo resultados bastante interessantes, não somente na regeneração de uma variedade de órgãos, mas também defeitos ósseos em soldados de guerra, que necessitam de áreas grandes de reconstrução, como o crânio. A Medicina Regenerativa tem avançado a passos bem largos nos últimos dez anos, e o uso inteligente e planejado de biomateriais, a impressão 3D e as células-tronco nortearão as pesquisas dos próximos anos.
 
PrNews – Tendo em vista o seu trabalho nas áreas de Endodontia Regenerativa e Periodontia, como a Implantodontia e a Reabilitação Oral como um todo podem ser afetadas?
MCB – É nítido que os avanços levarão a melhores tratamentos. Na Periodontia, já existe o primeiro caso clínico reportado na literatura, no ano passado, em que foi utilizada a impressão 3D para gerar um biomaterial para ser implantado em paciente. Trata-se de um estudo de um grupo da Universidade de Michigan, liderado pelo William Giannobile, em parceria com a Engenharia Biomédica (Scott Hollister). Eles fizeram os primeiros protótipos usando a impressão 3D para defeitos periodontais, que levaram à regeneração de estruturas periodontais em paciente. Como os avanços dessa tecnologia estão realmente se provando promissores, é possível eliminar ou postergar a necessidade de extração do elemento dental comprometido, evitando ou adiando a colocação de implante. Nesse primeiro momento, a ideia é permitir que aquele elemento dental permaneça em função o maior tempo possível.
 
PrNews – E como es tão os estudos com células-tronco?
MCB – A Medicina e Odontologia Regenerativa vêm avançando baseadas em um tripé previamente definido na Engenharia de Tecidos, ou seja, é preciso ter células-tronco, um arcabouço (por exemplo, uma malha de nanofibras ou uma estrutura 3D em um biomaterial degradável que funcione como um arcabouço para essas células-tronco) e moléculas de sinalização, que são fatores de crescimento que levam à diferenciação de células-tronco e possibilitam a formação do tecido de interesse (por exemplo, osso, cartilagem, dentina etc.).
 
PrNews – E quais ser iam as mudanças no mercado com a chegada dessas tecnologias?
MCB – Serão necessários biolaboratórios para suprir esse material que será implantado por um especialista. Então, posteriormente, além do laboratório de prótese dentária, teremos também um laboratório de biomateriais e células-tronco. Já existe um relato no Japão, da Misako Nakashima, sobre o transplante de uma subpopulação de células-tronco da polpa, na qual foi possível utilizar um biomaterial injetável para introduzir essas células-tronco no conduto radicular de pacientes adultos e alcançar totalmente a formação de um novo tecido pulpar com inervação e sensível a respostas de quente e frio. Isso gera toda a certeza de que essa tecnologia será levada para a clínica. Porém, a manipulação de células-tronco não será de livre uso, muito pelo contrário, será altamente regulamentada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). Esse vai ser o maior entendimento: como fazer o tratamento com o uso de células-tronco de maneira controlada, correta e regulamentada na Odontologia.
 
PrNews – E quem está mais à frente das pesquisas: a universidade ou a indústria?
MCB – Esse é um passo que tem sido dado em comum acordo. A indústria está fomentando parcerias para que isso seja levado para a clínica o mais rápido possível. Mas, nos Estados Unidos temos uma evidência de financiamento maior por parte do governo, embora algumas grandes indústrias estejam se associando ao governo e aos pesquisadores.
 
PrNews – Existe um contingente grande de brasileiros pesquisadores nos Estados Unidos. O que as universidades mais importantes exigem desses pesquisadores e quais são os incentivos das agências de fomento?
MCB – A exigência é se adequar aos moldes das agências de fomento dos Estados Unidos. Não adianta gostar de pesquisar sobre um assunto, é preciso que ele tenha relevância pública ou social. É importante se preparar para ter uma flexibilidade de atuação, dependendo das condições do cenário da pesquisa norte-americana. Também é preciso ter uma formação muito bem embasada para ter sucesso, fazer o que gosta e no final do dia produzir algum benefício para a população que indiretamente (via imposto de renda) paga todos os esforços dos laboratórios.
 
Na Odontologia, e principalmente da Odontologia Regenerativa, há duas agências principais de fomento: o Instituto Nacional de Saúde e o Departamento de Defesa, que financia pesquisas para casos de combatentes de guerra com partes do corpo comprometidas. A maioria dos financiamentos é concedida para engenheiros ou profissionais da área médica básica, como dentista, com PhD na área de Engenharia ou médica.
 
PrNews – O mercado norte-americano é restrito aos dentistas estrangeiros – por exemplo, os brasileiros precisam praticamente fazer uma nova universidade para poder exercer a profissão por lá. Em relação aos pesquisadores, como funciona esse mercado?
MCB – Na área de pesquisa, a receptividade certamente é melhor para pessoas que tenham bagagem e solidez no portfólio de pesquisa. A parte mais difícil é o começo, quando é preciso provar que você é tão bom quanto ou até melhor do que quem já está lá. Também é uma carreira bastante difícil por estar atrelada à quantidade e à qualidade de publicações em revistas de alto impacto, além do volume de recursos de pesquisa que o pesquisador precisa conseguir do governo e da indústria para executar pesquisas de alta relevância.
 
Fachada da Escola de Odontologia da Universidade de Michigan, em Ann Arbor, no estado de Michigan (EUA).