Cardiac tissue engineering: current state-of-the-art materials, cells and tissue formation / Engenharia de tecidos cardíacos: atual estado da arte a respeito de materiais, células e formação tecidual

ABSTRACT Cardiovascular diseases are the major cause of death worldwide. The heart has limited capacity of regeneration, therefore, transplantation is the only solution in some cases despite presenting many disadvantages. Tissue engineering has been considered the ideal strategy for regenerative medicine in cardiology. It is an interdisciplinary field combining many techniques that aim to maintain, regenerate or replace a tissue or organ. The main approach of cardiac tissue engineering is to create cardiac grafts, either whole heart substitutes or tissues that can be efficiently implanted in the organism, regenerating the tissue and giving rise to a fully functional heart, without causing side effects, such as immunogenicity. In this review, we systematically present and compare the techniques that have drawn the most attention in this field and that generally have focused on four important issues: the scaffold material selection, the scaffold material production, cellular selection and in vitro cell culture. Many studies used several techniques that are herein presented, including biopolymers, decellularization and bioreactors, and made significant advances, either seeking a graft or an entire bioartificial heart. However, much work remains to better understand and improve existing techniques, to develop robust, efficient and efficacious methods.

RESUMO Doenças cardiovasculares são responsáveis pelo maior número de mortes no mundo. O coração possui capacidade de regeneração limitada, e o transplante, por consequência, representa a única solução em alguns casos, apresentando várias desvantagens. A engenharia de tecidos tem sido considerada a estratégia ideal para a medicina cardíaca regenerativa. Trata-se de uma área interdisciplinar, que combina muitas técnicas as quais buscam manter, regenerar ou substituir um tecido ou órgão. A abordagem principal da engenharia de tecidos cardíacos é criar enxertos cardíacos, sejam substitutos do coração inteiro ou de tecidos que podem ser implantados de forma eficiente no organismo, regenerando o tecido e dando origem a um coração completamente funcional, sem desencadear efeitos colaterais, como imunogenicidade. Nesta revisão, apresentase e compara-se sistematicamente as técnicas que ganharam mais atenção nesta área e que geralmente focam em quatro assuntos importantes: seleção do material a ser utilizado como enxerto, produção do material, seleção das células e cultura de células in vitro. Muitos estudos, fazendo uso de várias das técnicas aqui apresentadas, incluindo biopolímeros, descelularização e biorreatores, têm apresentado avanços significativos, seja para obter um enxerto ou um coração bioartifical inteiro. No entanto, ainda resta um grande esforço para entender e melhorar as técnicas existentes, para desenvolver métodos robustos, eficientes e eficazes.

Glucose effect on degradation kinetics of methyl parathion by filamentous fungi species Aspergilus Niger AN400 / Efeito da glicose na degradação cinética de metil paration pela espécie fúngica Aspergillus niger AN400

This study evaluated the glucose effect on the removal of methyl parathion by Aspergillus niger AN400. The study was conducted in two stages: toxicity tests on plates and assays in flasks, under an agitation of 200 rpm. The methyl parathion concentrations in the toxicity test ranged from 0.075 to 60 mg/L. The second stage consisted on evaluating reactors: six control reactors with methyl parathion solution; six reactors with fungi and methyl parathion, and six reactors containing fungi, methyl parathion, and glucose. The reaction times studied ranged from 1 to 27 days. Methyl parathion concentrations of up to 60 mg/L were not toxic for Aspergillus niger AN400. The first-order kinetic model served as a good representation of the methyl parathion conversion rate. The first-order kinetic constant was 0.063 ± 0.005 h-1 for flasks without addition of glucose, while a value of 0.162 ± 0.014 h-1 was obtained when glucose was added.

Este estudo avaliou o efeito da glicose na remoção de metil paration por Aspergillus niger AN400. O estudo foi realizado em duas etapas: testes de toxicidade em placas e ensaios em batelada, sob agitação de 200 rpm. As concentrações de metil paration no ensaio de toxicidade variaram de 0,075 a 60 mg/L. A segunda etapa consistiu na avaliação dos reatores divididos em lotes: seis reatores controle, com solução de metil paration; seis reatores com fungos e paration metílico e seis reatores com fungos, paration metílico e glicose. Os tempos de reação estudados variaram de 1 a 27 dias. Concentrações de paration metílico de até 60 mg/L não foram tóxicas para Aspergillus niger AN400. O modelo de primeira ordem representou bem a cinética de degradação do metil paration. A constante cinética foi de 0,063 ± 0,005 h¹ para reatores sem adição de glicose, enquanto o valor de 0,162 ± 0,014 h¹ foi obtido quando a glicose foi adicionada.