Aproximadamente 296.000 pessoas sofrem de LME traumática e, a cada ano, ocorrem cerca de 18.000 novos casos de LME nos EUA1. A LME traumática é comumente causada por quedas, ferimentos por arma de fogo, acidentes com veículos e atividades esportivas e geralmente causa perda permanente da função sensório-motora abaixo do local da lesão. As despesas estimadas ao longo da vida para o tratamento da LME variam entre um a cinco milhões de dólares por indivíduo, com expectativas de vida significativamente mais baixas1. No entanto, a LM ainda é pouco compreendida e em grande parte incurável, principalmente devido às complexas consequências fisiopatológicas após a lesão2. Várias estratégias foram investigadas, incluindo transplante de células e andaimes baseados em biomateriais. Embora o transplante de células e biomateriais tenha demonstrado potencial, a natureza multifacetada da LME sugere que abordagens combinatórias podem ser mais benéficas3. Como resultado, muitas estratégias combinatórias foram investigadas e demonstraram melhor eficácia terapêutica do que os componentes individuais. No entanto, mais estudos são necessários para fornecer novos biomateriais para a entrega de células e fármacos3.
Uma abordagem promissora para a fabricação de hidrogéis naturais é a descelularização do tecido. O processo de descelularização utiliza métodos iônicos, não iônicos, físicos e combinatórios para remover todos ou a maioria dos materiais celulares e nucléicos, preservando os componentes da MEC. Ao remover todos ou a maioria dos componentes celulares, os hidrogéis derivados da MEC são menos imunorreativos para o hospedeiro após a implantação/injeção4. Existem vários parâmetros a serem medidos para avaliar a qualidade dos tecidos descelularizados: remoção do conteúdo celular/nucléico, propriedades mecânicas e preservação da MEC. Os seguintes critérios foram estabelecidos para evitar respostas imunes adversas: 1) menos de 50 ng de DNA de fita dupla (dsDNA) por mg de peso seco da MEC, 2) menos de 200 pb de comprimento de fragmento de DNA e 3) quase ou nenhum material nuclear visível corado com 4'6-diamidino-2-fenuilindol (DAPI)5. As propriedades mecânicas podem ser quantificadas por testes de tração, compressão e/ou reologia, e devem ser semelhantes ao tecido original6. Além disso, a preservação proteica pode ser avaliada por proteômica ou ensaios quantitativos com foco nos principais componentes dos tecidos descelularizados, por exemplo, laminina, glicosaminoglicano (GAG) e proteoglicano de sulfato de condroitina (CSPG) para a medula espinhal 7,8. Os hidrogéis derivados de ECM verificados podem ser recelularizados com diferentes tipos de células para auxiliar na terapia baseada em células9.
Uma variedade de tipos de células, como células de Schwann, células de revestimento olfatório, células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea (MSCs) e células-tronco neurais/progenitoras, foram estudadas para reparo de LME 10,11,12. No entanto, o uso clínico dessas células é limitado devido a preocupações éticas, integração esparsa com células/tecidos vizinhos, falta de fontes teciduais para alto rendimento, incapacidade de auto-renovação e/ou capacidade proliferativa limitada 13,14,15. Ao contrário desses tipos celulares, as CTMs derivadas do tecido adiposo humano (hASCs) são candidatas atraentes porque são facilmente isoladas de maneira minimamente invasiva usando lipoaspirados, e um grande número de células pode ser obtido16. Além disso, as hASCs têm a capacidade de secretar fatores de crescimento e citocinas que têm o potencial de neuroproteção, angiogenética, cicatrização de feridas, regeneração tecidual e imunossupressão 17,18,19,20,21.
Como foi descrito, vários estudos foram realizados 22,23,24, e muito foi aprendido com eles, mas as características heterogêneas da LM limitaram sua eficácia na promoção da recuperação funcional. Como tal, abordagens combinatórias foram propostas para aumentar a eficácia do tratamento para LM. Neste estudo, hidrogéis compostos foram desenvolvidos combinando medula espinhal descelularizada e nervos ciáticos para uma cultura tridimensional (3D) de hASC. A descelularização bem-sucedida foi confirmada por análises histológicas e de DNA, e diferentes proporções de hidrogéis compostos nervosos foram caracterizadas por cinética de gelificação e testes de compressão. A viabilidade de hASCs nos hidrogéis compostos de nervos foi investigada para provar que este hidrogel pode ser utilizado como uma plataforma de cultura de células 3D.