Um biochip com modelos de tecido específicos de órgãos para triagem avançada de drogas

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Um biochip com modelos de tecido específicos de órgãos
para triagem avançada de drogas
Um novo biochip pode avaliar rapidamente a toxicidade de drogas anticancerígenas e penetração em
um modelo avançado de barreira hematoencefálica.
Tecnologia Biochip desenvolvida na TU Wien. Crédito: Universidade de Tecnologia de Viena
Na pesquisa farmacêutica, pequenas esferas de tecido são usadas como modelos de mini-órgãos para
testes reprodutíveis. TU Wien encontrou uma maneira de desenvolver um padrão confiável para essas
amostras de tecido.
Antes de os medicamentos serem testados em ensaios clínicos, eles devem ser testados por
experimentos com animais ou, mais recentemente, amostras de tecido produzidas artificialmente. Para
este propósito, as células são cultivadas, e pequenas esferas com um diâmetro inferior a um milímetro
são feitas. No entanto, o problema é que não houve padrões uniformes para essas amostras de tecido e
nenhum método confiável para produzi-las com tamanho e forma uniformes. Portanto, os resultados de
diferentes laboratórios dificilmente são comparáveis entre si, pois o tamanho do tecido influencia
diretamente no comportamento das células e drogas.
Uma invenção da TU Wien agora pode resolver esse problema: foi desenvolvido um biochip que pode
ser usado para produzir contas de tecido nos tamanhos desejados e fornecê-las com nutrientes ou até
mesmo drogas através de um canal fino. Um pedido de patente já foi apresentado para a nova
tecnologia de biochip.
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Melhores estudos pré-clínicos
“Em estudos pré-clínicos, as drogas são testadas em pequenas amostras de tecido para entendê-las da
melhor maneira possível antes de poderem ser administradas a sujeitos de teste”, diz Christoph
Eilenberger, estudante de doutorado no grupo de pesquisa do professor Peter Ertl no Instituto de
Química de Síntese Aplicada da TU Wien. Realizar esses estudos com maior precisão significa dar o
próximo passo mais rápido e de forma mais confiável.
A máxima precisão científica nesses estudos pode economizar não apenas muito dinheiro, mas também
muito tempo no longo caminho para a produção de um medicamento comercializável. Amostras de
tecido bem definidas também são indispensáveis em outras áreas de pesquisa – por exemplo, ao
estudar o desenvolvimento de células tumorais ou ao garantir a segurança de alimentos ou produtos
cosméticos.
Padronização do tamanho e da forma
“O tamanho das amostras é um fator crucial em todos esses estudos”, diz Mario Rothbauer, pós-
doutorado no Instituto de Química de Síntese Aplicada. “Se o tecido consiste em apenas algumas
células, as condições ambientais são praticamente as mesmas para todas as células. Para esferas de
tecidos com um diâmetro ligeiramente maior, as diferenças começam a desempenhar um papel maior,
por exemplo, quando a concentração de certos produtos químicos não é a mesma em todos os lugares.
Portanto, os experimentos só são comparáveis se você padronizar com precisão o tamanho e a forma
das amostras de tecido.
A equipe da TU Wien investigou em inúmeros experimentos como isso pode ser feito: “Criamos
cavidades em nossos biochips com tamanhos e formas geométricas muito diferentes – cilindros, elipses,
segmentos esféricos. Eles influenciam o crescimento dos tecidos de maneiras muito diferentes.” Como
se viu, o raio da curvatura é crucial; bordas afiadas são uma desvantagem.
O sucesso foi finalmente alcançado com recipientes de células hemisféricas, com diâmetros entre 0,1
mm e 1 mm. “Produzir tais formas não é fácil. Usamos microlentes, que geralmente são usadas para
experimentos ópticos”, diz Ertl.
Uma série de todos esses hemisférios é aplicada ao biochip e povoada com células. Com um sistema
sofisticado de tubos finos, é possível, por exemplo, garantir que diferentes cavidades sejam supridas
com diferentes concentrações de fármacos. Isso cria um ambiente experimental padronizado e
precisamente definido em uma área de apenas alguns centímetros quadrados.
Adequado para a indústria
O novo sistema foi testado com diferentes tipos de células: “Em um experimento, criamos uma barreira
artificial hematoencefálica. Em outro, testamos a eficácia de um medicamento contra o câncer”, diz
Christoph Eilenberger. “Isso nos permitiu mostrar que nosso chip funciona bem em testes pré-clínicos
típicos.” O biochip está atualmente sendo usado na renomada Harvard Medical School, onde Eilenberger
está passando tempo no exterior para pesquisar a economia de pesquisa, desenvolveu resistência das
células tumorais aos medicamentos para o câncer de mama. O chip ajuda a padronizar e replicar o meio
https://medicalxpress.com/tags/cells/
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específico do tumor do paciente com maior eficiência para fazer respostas direcionadas à terapia e
previsões sobre o risco de recaída.
O projeto do novo método foi projetado desde o início para a adequação industrial: os experimentos
podem ser automatizados, os chips podem ser combinados e empilhados para produzir e testar um
grande número de amostras de células esféricas em pouco tempo. “O sistema é ideal para uso em
pesquisa farmacêutica”, Mario Rothbauer está convencido, “é por isso que já solicitamos uma patente
para nossa ideia, e já estamos em negociações com várias empresas da indústria farmacêutica que
estão muito interessadas em nossa nova tecnologia”.
Referência: Christoph Eilenberger, et al., Um Array Multifluidic Multisize Spheroid para Triagem
Multiparamétrica de Drogas Anticâncer e Propriedades de Transporte de Barreira de Sangue-Cérebro,
Ciência Avançada (2021). DOI: 10.1002/advs.202004856
Comunicado de imprensa fornecido pela Universidade de Tecnologia de Viena
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202004856
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202004856
https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/neue-biochip-technologie-fuer-bessere-medikamententests