Todos os anos, cerca de 400.000 pessoas recebem implantes mama¡rios de silicone nos Estados Unidos. De acordo com dados do US Food and Drug Administration, a maioria desses implantes precisa ser substitua­da em 10 anos devido ao acaºmulo de tecido cicatricial e outras complicações.

Uma equipe liderada por pesquisadores do MIT agora analisou sistematicamente como a arquitetura desuperfÍcie varia¡vel encontrada nesses implantes influencia o desenvolvimento de efeitos adversos, que em casos raros podem incluir um tipo incomum de linfoma.

“A topografia dasuperfÍcie de um implante pode afetar drasticamente como a resposta imune o percebe, e isso tem ramificações importantes para o design [dos implantes]”, disse Omid Veiseh, ex-pa³s-doutorado do MIT. “Esperamos que este artigo fornea§a uma base para que os cirurgiaµes pla¡sticos avaliem e entendam melhor como a escolha do implante pode afetar a experiência do paciente.”

As descobertas também podem ajudar os cientistas a projetar implantes mais biocompata­veis no futuro, dizem os pesquisadores.

“Estamos satisfeitos por termos sido capazes de trazer novas abordagens da ciência de materiais para entender melhor as questões de biocompatibilidade na área de implantes mama¡rios. Tambanãm esperamos que os estudos que conduzimos sejam amplamente aºteis na compreensão de como projetar implantes mais seguros e eficazes de qualquer tipo ”, disse Robert Langer, professor do Instituto David H. Koch no MIT e autor saªnior do estudo.

Veiseh, que agora éprofessor assistente na Rice University, e Joshua Doloff, um ex-pa³s-doutorado do MIT que agora éprofessor assistente na Johns Hopkins University, são os principais autores do artigo, que aparece hoje na Nature Biomedical Engineering . A equipe de pesquisa também inclui cientistas da Rice University, Johns Hopkins, Establishment Labs e MD Anderson Cancer Center, entre outras instituições.

Os implantes mama¡rios de silicone estãoem uso desde a década de 1960 e as primeiras versaµes tinhamsuperfÍcies lisas. No entanto, com esses implantes, os pacientes frequentemente experimentam uma complicação chamada contratura capsular, na qual o tecido cicatricial se forma ao redor do implante e o comprime, criando dor ou desconforto, bem como deformação visível do implante. Esses implantes também podem virar após a implantação, exigindo que sejam ajustados ou removidos cirurgicamente.

No final da década de 1980, algumas empresas começam a fabricar implantes comsuperfÍcies mais a¡speras, com a esperana§a de reduzir as taxas de contratura capsular e fazer com que “aderissem” melhor ao tecido e permanecessem no lugar. Eles fizeram isso criando umasuperfÍcie com picos que se estendiam por centenas de ma­crons acima dasuperfÍcie.

No entanto, em 2019, o FDA solicitou a um fabricante de implantes mama¡rios que revogasse todos os implantes mama¡rios altamente texturizados (cerca de 80 ma­crons) comercializados nos Estados Unidos devido ao risco de linfoma anapla¡sico de células grandes associado ao implante mama¡rio, um câncer do sistema imunológico.

Uma nova geração de implantes mama¡rios que remonta a uma década, com uma arquitetura desuperfÍcie única e patenteada que inclui não apenas um ligeiro grau de rugosidade superficial, com uma média de cerca de 4 ma­crons, mas também outras caracteri­sticas superficiais especa­ficas, incluindo assimetria e número distribuição e tamanho dos pontos de contato otimizados para asDimensões celulares, foi projetado para prevenir essas complicações.

Em 2015, Doloff, Veiseh e pesquisadores do Establishment Labs se uniram para explorar como essasuperfÍcie única, bem como outras comumente usadas, interagem com o tecido circundante e o sistema imunológico. Eles começam testando cinco implantes disponí­veis comercialmente com diferentes topografias, incluindo grau de rugosidade. Estes inclua­am o altamente texturizado que havia sido lembrado anteriormente, um que écompletamente liso e três que estãoem algum lugar no meio. Dois desses implantes tinham a nova arquitetura desuperfÍcie mencionada, um com rugosidade de 4 ma­crons e outro com rugosidade de 15 ma­crons, fabricados pela Establishment Labs.

Em um estudo com coelhos, os pesquisadores descobriram que o tecido exposto a ssuperfÍcies mais a¡speras dos implantes mostrou sinais de aumento da atividade dos macra³fagos - células do sistema imunológico que normalmente eliminam as células estranhas e os detritos.

Todos os implantes estimularam células imunes chamadas células T, mas de maneiras diferentes. Os implantes comsuperfÍcies mais a¡speras estimularam mais respostas pra³-inflamata³rias das células T, enquanto os implantes com topografia desuperfÍcie única, incluindo rugosidade média de 4 ma­crons, estimularam as células T que parecem inibir a inflamação do tecido.

As descobertas dos pesquisadores sugerem que implantes mais a¡speros esfregam contra o tecido circundante e causam mais irritação. Isso pode explicar por que os implantes mais a¡speros podem levar ao linfoma: a hipa³tese éque parte da textura se desprende e fica presa no tecido pra³ximo, onde provoca inflamação crônica que pode levar ao ca¢ncer.

Os pesquisadores também testaram versaµes miniaturizadas desses implantes em ratos. Eles fabricaram esses implantes usando as mesmas técnicas usadas para fabricar as versaµes em tamanho humano e mostraram que os implantes com textura mais alta provocavam mais atividade dos macra³fagos, mais formação de tecido cicatricial e na­veis mais altos de células T inflamata³rias. Os pesquisadores também realizaram o sequenciamento de RNA de uma única canãlula de células do sistema imunológico desses tecidos para confirmar que as células expressavam genes pra³-inflamata³rios.

“Embora os implantes desuperfÍcie completamente lisa também tenham na­veis mais altos de resposta de macra³fagos e fibrose, ficou muito claro em camundongos que as células individuais estavam mais estressadas e expressavam mais um fena³tipo pra³-inflamata³rio em resposta a  maior rugosidade dasuperfÍcie”, diz Doloff.

Por outro lado, os implantes com a arquitetura desuperfÍcie única, incluindo um grau otimizado ou "ponto ideal" de rugosidade dasuperfÍcie, em cerca de 4 ma­crons em média, e outras caracteri­sticas especa­ficas, pareceram reduzir significativamente a quantidade de cicatrizes e inflamação, em comparação com ou os implantes com maior rugosidade ou umasuperfÍcie completamente lisa.

“Acreditamos que isso se deva a tal arquitetura desuperfÍcie existente na escala de células individuais do corpo, permitindo que as células as percebam de uma forma diferente”, diz Doloff.

Rachel Brem, diretora de imagem e intervenção mama¡ria e professora de radiologia do Centro Manãdico da Universidade George Washington, observa que o estudo “investiga um dos problemas mais oportunos e cada vez mais desconcertantes na reconstrução mama¡ria - como identificar implantes mama¡rios de silicone com o ma­nimo imunológico resposta para minimizar o risco de linfoma induzido por implante. ”

“A descoberta de uma resposta inflamata³ria e antiinflamata³ria complexa écriticamente importante, assim como a descoberta de que o implante texturizado de 4 ma­crons resulta em uma ca¡psula translaºcida mais fina do que a encontrada com implantes lisos, e éa formulação ideal de uma mama de silicone implante para resultar na menor resposta imunogaªnica geral, menos espessa ”, diz Brem, que não esteve envolvido no estudo. “Este éum achado extremamente importante que permitira¡ o desenvolvimento do implante ideal para os pacientes”.

Depois de realizar seus estudos em animais, os pesquisadores analisaram amostras de um grande banco de amostras de tecido canceroso no MD Anderson para estudar como pacientes humanos respondem a diferentes tipos de implantes mama¡rios de silicone.

Nessas amostras, os pesquisadores encontraram evidaªncias dos mesmos tipos de respostas imunola³gicas que haviam visto nos estudos com animais. Entre suas descobertas, eles observaram que as amostras de tecido que haviam hospedado implantes altamente texturizados por muitos anos apresentavam sinais de uma resposta imunola³gica crônica de longo prazo. Eles também descobriram que o tecido cicatricial era mais espesso em pacientes que tinham implantes mais texturizados.

“Fazer comparações em camundongos, coelhos e depois em humanos [amostras de tecido] realmente fornece um corpo de evidaªncias muito mais robusto e substancial sobre como eles se comparam”, diz Veiseh.

Os autores esperam que seus conjuntos de dados ajudem outros pesquisadores a otimizar o design de implantes mama¡rios de silicone e outros tipos de implantes médicos de silicone para maior segurança.

“A importa¢ncia do design com base cienta­fica que pode fornecer a s pacientes implantes mama¡rios mais seguros foi confirmada neste estudo”, diz Roberto de Mezerville, autor do artigo e chefe de P&D no Establishment Labs. “Ao demonstrar pela primeira vez que uma arquitetura desuperfÍcie ideal permite o ma­nimo possí­vel de inflamação e resposta a corpo estranho, este trabalho éuma contribuição significativa para toda a indústria de dispositivos médicos.”

Outros autores do artigo incluem Marcos Sforza, Tracy Ann Perry, Jennifer Haupt, Morgan Jamiel, Courtney Chambers, Amanda Nash, Samira Aghlara-Fotovat, Jessica Stelzel, Stuart Bauer, Sarah Neshat, John Hancock, Natalia Araujo Romero, Yessica Elizondo Hidalgo, Isaac Mora Leiva, Alexandre Mendonca Munhoz, Ardeshir Bayat, Brian Kinney, H. Courtney Hodges, Roberto Miranda e Mark Clemens.

A pesquisa foi financiada pelo Establishment Labs.