Análise da biocompatibilidade do biopolímero da cana-de-açúcar em modelo de traumatismo craniano e em culturas de células neurais

Abstract

Polissacarídeos sintetizados por bactérias têm atraído interesse para engenharia de tecidos como um material promissor para ser usado em suportes de células e implantes. O presente estudo testou a hipótese de que o exopolissacarídeo celulósico produzida a partir do melaço da cana-de açúcar (CEC), pode ser viável para neuroengenharia de tecidos. Sua biocompatibilidade como substrato bi e tridimensional para culturas primárias de neurônios e/ou astrócitos foi avaliada em relação à adesão, crescimento e viabilidade celular, além disso foi realizada análise funcional baseada em imageamento de cálcio onde foi observado o influxo de cálcio, em células de culturas mistas, frente a estimulação por agonista glutamatérgico, KCl e ATP. Foi também adotado um modelo de traumatismo craniano para avaliar, in vivo, a biocompatibilidade desse CEC na forma de hidrogel coloidal, para incorporação de células neurais durante o processo de recuperação tecidual. As propriedades da CEC nas configurações 2D (membranas) e 3D (hidrogel) foram adequadas para a diferenciação morfológica de neurônios e astrócitos corticais em culturas puras ou mistas, mesmo sem estar conjugada a proteínas da matriz extracelular. Não foi observada toxicidade induzida pelo CEC em culturas puras de neurônios embrionários. Em culturas mistas, os neurônios também apresentaram resposta funcional de influxo de cálcio similar ao controle, diante dos estímulos despolarizantes induzidos por N-Metil-D-aspartato (NMDA) e KCl. Em culturas puras de astrócitos, tanto o tamanho como a diferenciação fenotípica foi similar ao observado no controle. No entanto, a resposta dos astrócitos crescidos em culturas mistas diante do estímulo induzido pelo ATP foi significativamente reduzida em relação ao controle. O implante do CE no local da lesão mecânica mostrou a capacidade de permitir a incorporação de células. Os resultados abrem perspectiva para o desenvolvimento de um novo suporte funcional para células neurais, no entanto, futuros estudos precisam ainda ser feitos para investigar interações recíprocas entre neurônios e células gliais nas estruturas bi e tridimensionais deste CE. Torna-se necessário esclarecer que mecanismos estão envolvidos na menor resposta astrocitária diante do estímulo induzido pelo ATP em condições de cultura mista.