As doenças crônicas respiratórias e as doenças cardiovasculares como a insuficiência cardíaca causam danos irreversíveis à estrutura do órgão. A indicação terapêutica preconizada na forma avançada destas doenças é o transplante de órgãos, porém a oferta está longe de suprir a demanda. É crucial o desenvolvimento, além de novas terapias, de novos modelos de doenças pulmonares e cardíaca de modo a estudar sua patofisiologia e mecanismos de reparo e regeneração in vitro, e a aplicação da matriz extracelular na geração destes modelos pode proporcionar uma abordagem em potencial. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da utilização da matriz extracelular descelularizada pulmonar e cardíaca na constituição de biomateriais bi- e tridimensionais em diferentes tipos de cultivos celulares. Para isto, pulmões e corações suínos foram descelularizados para a obtenção de um substrato em pó de MEC descelularizada que possibilitou a geração de hidrogéis pulmonares para o cultivo de células tronco mesenquimais pulmonares, pré-geis para revestimentos de placas de cultivos para cultivos bidimensionais, e hidrogéis para cultivos tridimensionais, ambos visando o cultivo de células IPSC e sua diferenciação em cardiomiócitos gerando biomateriais funcionais. O cultivo em hidrogéis pulmonares de células tronco mesenquimais se mostrou viável após 7 e 14 dias. A utilização de um substrato da MEC descelularizada também possibilitou a criação de hidrogéis em diferentes concentrações, em que naqueles mais concentrados houve uma maior interação células-proteínas da matriz. Biomateriais cardíacos elaborados com o substrato da MEC descelularizada cardíaca possibilitaram o cultivo de células pluripotentes induzidas e levaram à sua efetiva diferenciação em cardiomiócitos, com resultados semelhantes ou melhores àqueles cultivos utilizando Matrigel. Cultivos de cardiomiócitos em placas revestidas com pré-gel e em hidrogéis, ambos de MEC cardíaca descelularizada, possibilitaram a maturação destas células e sua viabilidade foi mantida, incluso após seu cultivo em suspensão. A utilização da MEC descelularizada pulmonar e cardíaca para a produção de substrato e sua aplicação em diferentes tipos de cultivos celulares demonstra seu potencial para a bioengenharia e medicina regenerativa, aproveitando suas características estruturais e bioquímicas para a criação de biomateriais funcionais que preservem as condições do tecido nativo, ampliando perspectivas de sua aplicação futura na geração de modelos de doenças in vitro ou na busca de alternativas terapêuticas sem abrir mão da manutenção do microambiente tecidual ideal.

Chronic respiratory diseases and cardiovascular diseases such as heart failure cause irreversible damage to organs’ structure. The recommended therapeutic option in the advanced form of these diseases is organ transplantation, but it is far from meeting demand. It is crucial to develop, in addition to new therapies, new models of lung and heart disease in order to study its pathophysiology and in vitro repair and regeneration mechanisms, and the application of the extracellular matrix in the generation of these models can provide a potential approach. This study aimed to evaluate the potential of decellularized pulmonary and cardiac extracellular matrix as a constituent of two- and threedimensional biomaterials for different types of cell cultures. For this, porcine lungs and hearts were decellularized to obtain a powdered substrate of decellularized ECM that enabled the generation of pulmonary hydrogels for the cultivation of pulmonary mesenchymal stem cells, pre-gels for coating culture plates for two-dimensional cultures, and hydrogels for three-dimensional cultures, both aiming at the cultivation of IPSC cells and their differentiation into cardiomyocytes, generating functional biomaterials. Cultivation of mesenchymal stem cells in lung hydrogels was feasible after 7 and 14 days. The use of a decellularized ECM substrate also enabled the creation of hydrogels at different concentrations, in which the more concentrated had a greater cell-matrix protein interaction. Cardiac biomaterials made with cardiac decellularized ECM substrate allowed the cultivation of induced pluripotent stem cells and led to their effective differentiation into cardiomyocytes, with similar or better results to those cultivated using Matrigel. Cardiomyocytes seeded in plates coated with pre-gel and in hydrogels, both of decellularized cardiac ECM, allowed the maturation of these cells and their viability was maintained, even after their culture in suspension. The use of pulmonary and cardiac decellularized ECM for substrate production and its application in different types of cell cultures demonstrates its potential for bioengineering and regenerative medicine, taking advantage of its structural and biochemical characteristics to create functional biomaterials that preserve native tissue conditions, broadening prospects for its future application in the generation of in vitro disease models or in the search for therapeutic alternatives without giving up the maintenance of the ideal tissue microenvironment.