Ciência e Tecnologia
publicado em 09/11/2012 às 18h00:00
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Equipe utilizou dispositivo para estudar toxicidade de medicamentos e identificar novas terapias para o edema pulmonar

 
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Reprodução: Wyss Institute
Combinando técnicas de microfabricação com a engenharia de tecidos moderna,
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Combinando técnicas de microfabricação com a engenharia de tecidos moderna, "lung-on-a-chip" oferece abordagem in vitro para rastreio de drogas

Pesquisadores do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Harvard University, nos EUA, criaram um microchip revestido por células humanas do pulmão.

Eles utilizaram o dispositivo lung-on-a-chip para estudar a toxicidade dos medicamentos e identificar possíveis novas terapias para o edema pulmonar.

Segundo os pesquisadores, o estudo oferece evidências de que órgãos humanos em chips têm um potencial enorme para substituir os testes de medicamentos atualmente realizados em animais.

"As grandes companhias farmacêuticas gastam muito tempo e uma quantidade enorme de dinheiro em culturas de células e testes em animais para desenvolver novos medicamentos. Mas estes métodos frequentemente não conseguem prever os efeitos destes agentes quando atingem os seres humanos", afirma o autor sênior do projeto Donald Ingber.

O dispositivo consiste em um polímero de cristal transparente e flexível do tamanho de um cartão de memória que contém canais ocos fabricados usando técnicas de criação de microchips de computadores.

Dois dos canais são separados por uma fina membrana flexível, porosa, que por um lado é revestida com células pulmonares humanas expostas ao ar. Os capilares sanguíneos são colocados no outro lado do canal flutuando sobre a superfície. Um vácuo aplicado aos canais laterais deforma esta interface tecido-tecido para recriar o caminho dos tecidos pulmonares humanos quando eles se expandem e retraem durante a respiração.

Os pesquisadores testaram um medicamento quimioterápico chamado interleucina-2 (IL-2) no microchip. Um dos principais efeitos colaterais tóxicos da IL-2 é o edema pulmonar, que é uma condição letal em que os pulmões se enchem com o fluido e o coágulos sanguíneos.

Quando IL-2 foi injetada no interior do canal arterial do chip, o fluido vazou através da membrana e das duas camadas de tecido, reduzindo o volume de ar no outro canal e comprometendo o transporte de oxigênio, tal como acontece em pulmões de pacientes humanos quando administrada em doses equivalentes.

Proteínas do plasma de sangue também atravessaram o canal de ar, que conduz à formação de coágulos de sangue no espaço de ar, como o fazem em humanos tratados com IL-2.

No entanto, um resultado veio como uma surpresa. Acontece que o ato físico de respirar aumenta muito os efeitos da IL-2 no edema pulmonar, "algo que médicos e cientistas não suspeitavam", afirma Ingber.

Quando o grupo ligou o vácuo colocado no chip para simular a respiração, isso aumentou o extravasamento de líquido mais do que três vezes, e a equipa confirmou que a mesma resposta ocorre em um modelo animal de edema pulmonar.

O resultado pode indicar que os médicos que tratam pacientes em um respirador com IL-2 devem reduzir o volume da corrente de ar para dentro dos pulmões, por exemplo, a fim de minimizar os efeitos colaterais negativos da droga.

Segundo os pesquisadores, o mais emocionante para o futuro de testes de drogas é mostrar que esse modelo de chip de edema pulmonar humano pode ser usado para identificar novos agentes terapêuticos potenciais.

"Organs-on-a-chip representam uma nova abordagem para modelar a estrutura, biologia e função de órgãos humanos, como evidenciado pelo estudo. Estes resultados fornecem apoio para o uso mais amplo de microssistemas no estudo de patologias e para a identificação de novos medicamentos", concluem os pesquisadores.

Wyss Institute
Vídeo explica funcionamento do microchip revestido por células humanas do pulmão

Fonte: Isaude.net
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