{"id":547,"date":"2017-10-23T07:35:29","date_gmt":"2017-10-23T09:35:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/?p=547"},"modified":"2017-10-23T07:35:30","modified_gmt":"2017-10-23T09:35:30","slug":"corpo-humano-em-chips","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/corpo-humano-em-chips\/","title":{"rendered":"Corpo humano em chips"},"content":{"rendered":"
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Os cientistas criaram modelos em miniatura (“organoides”) de cora\u00e7\u00e3o, f\u00edgado e pulm\u00e3o em microrreatores e os combinaram em um sistema integrado, o corpo-em-chip alimentado com fluido rico em nutrientes, imitando o sangue.<\/p><\/div>\n

Ol\u00e1 querido leitor. J\u00e1 faz um tempo que n\u00f3s n\u00e3o conversamos sobre os avan\u00e7os da Microflu\u00eddica<\/a> & Engenharia Qu\u00edmica<\/a>. Para compensar esse longo tempo, hoje n\u00f3s iremos ver como microrreatores<\/a> e impressoras 3D<\/a>, dois assuntos que n\u00f3s gostamos bastante, podem\u00a0reproduzir a resposta do corpo humano aos agentes qu\u00edmicos e biol\u00f3gicos prejudiciais e desenvolver poss\u00edveis tratamentos.<\/p>\n

Uma equipe de cientistas do Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa<\/a>, e outras nove outras institui\u00e7\u00f5es criaram miniaturas 3D de cora\u00e7\u00f5es, pulm\u00f5es e f\u00edgados humanos para conseguir testes mais realistas de como o corpo humano responde a novos medicamentos.\u00a0O projeto “body-on-a-chip<\/em><\/a>“, financiado pela Ag\u00eancia de Redu\u00e7\u00e3o de Amea\u00e7as \u00e0 Defesa, tem como objetivo ajudar a reduzir o custo estimado de 2 bilh\u00f5es de d\u00f3lares e a taxa de fal\u00eancia de 90% que as empresas farmac\u00eauticas enfrentam ao desenvolver novos medicamentos. A pesquisa foi divulgada na revista Scientific Reports <\/em>(DOI: 10.1038\/s41598-017-08879-x<\/a>)<\/em>, publicado pela Nature<\/em>.<\/p>\n

Usando a mesma experi\u00eancia que eles empregaram para construir novos \u00f3rg\u00e3os para pacientes (o leitor pode ler um texto do Exame Inform\u00e1tica sobre impress\u00e3o 3D de \u00f3rg\u00e3os clicando aqui<\/a>), os pesquisadores conectaram \u00f3rg\u00e3os-em-chips de f\u00edgado, cora\u00e7\u00e3o e pulm\u00e3o (ou “organoides”) em uma \u00fanica plataforma para monitorar esses \u00f3rg\u00e3os. O cora\u00e7\u00e3o e o f\u00edgado foram escolhidos para o sistema porque a toxicidade desses \u00f3rg\u00e3os \u00e9 uma das principais raz\u00f5es para a falha de potenciais rem\u00e9dios. E os pulm\u00f5es foram selecionados porque s\u00e3o o ponto de entrada para part\u00edculas t\u00f3xicas e para aeross\u00f3is, como inaladores de asma.<\/p>\n

O atual teste de medicamentos e o que muda com o novo sistema<\/strong><\/p>\n

Os compostos dos medicamentos s\u00e3o atualmente selecionados no laborat\u00f3rio usando c\u00e9lulas humanas e depois testados em animais. Mas esses m\u00e9todos n\u00e3o replicam adequadamente como as drogas afetam os \u00f3rg\u00e3os humanos. “Se voc\u00ea aplica um medicamento apenas nos f\u00edgados, por exemplo, voc\u00ea nunca ver\u00e1 um potencial efeito colateral nos outros \u00f3rg\u00e3os”, explica o Prof. Aleks Skardal, autor principal do trabalho.<\/p>\n

Em muitos casos, durante o teste de novos candidatos a medicamentos e \u00e0s vezes mesmo depois que os medicamentos foram aprovados para uso, os medicamentos tamb\u00e9m t\u00eam efeitos t\u00f3xicos inesperados em tecidos n\u00e3o direcionados diretamente para eles, explicou o Prof. “Ao usar um sistema de \u00f3rg\u00e3o-em-chip multitecido, voc\u00ea pode identificar os efeitos colaterais t\u00f3xicos no in\u00edcio do processo de desenvolvimento de medicamentos, o que poderia salvar vidas e milh\u00f5es de d\u00f3lares”.<\/p>\n

“Existe uma necessidade urgente de sistemas aprimorados para prever com precis\u00e3o os efeitos de medicamentos, produtos qu\u00edmicos e agentes biol\u00f3gicos no corpo humano”, disse Anthony Atala, diretor de dados do instituto. “Os dados mostram uma resposta t\u00f3xica significativa ao medicamento, bem como a mitiga\u00e7\u00e3o pelo tratamento, refletindo com precis\u00e3o as respostas observadas em pacientes humanos”.<\/p>\n

Triagem*<\/span> avan\u00e7ada de medicamentos e medicina personalizada<\/strong><\/p>\n

Os cientistas testaram v\u00e1rios cen\u00e1rios para garantir que o sistema de corpo-em-chip imite uma resposta multi\u00f3rg\u00e3o.\u00a0Por exemplo, eles introduziram um medicamento usado para tratar o c\u00e2ncer no sistema. Conhecida por causar cicatrizes nos pulm\u00f5es, o medicamento tamb\u00e9m afetou inesperadamente o cora\u00e7\u00e3o do sistema. (Um experimento de controle usando apenas o cora\u00e7\u00e3o n\u00e3o conseguiu mostrar uma resposta.) Os cientistas teorizam que o medicamento causou a circula\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas inflamat\u00f3rias do pulm\u00e3o em todo o sistema. Como resultado, o cora\u00e7\u00e3o aumentou as batidas e, mais tarde, parou completamente, indicando um efeito colateral t\u00f3xico.\u00a0“Isso foi completamente inesperado, mas \u00e9 o tipo de efeito colateral que pode ser descoberto com este sistema no desenvolvimento de medicamentos”, observou Skardal.<\/p>\n

Os cientistas agora est\u00e3o trabalhando para aumentar a velocidade do sistema para triagem em larga escala e adicionar \u00f3rg\u00e3os adicionais.\u00a0“Eventualmente, esperamos demonstrar a utilidade de um sistema de corpo-em-chip contendo muitos dos principais \u00f3rg\u00e3os funcionais do corpo humano”, disse Atala. “Este sistema tem o potencial de triagem avan\u00e7ado de medicamentos e tamb\u00e9m para ser usado em medicina personalizada, para ajudar a prever a resposta individual de um paciente ao tratamento”.<\/p>\n

Como o sistema funciona?<\/strong><\/p>\n

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Design geral e estrat\u00e9gia de implementa\u00e7\u00e3o para o sistema de \u00f3rg\u00e3os-em-chip de 3 tecidos usando uma variedade de abordagens de biofabrica\u00e7\u00e3o. (Cr\u00e9dito: Aleksander Skardal et al.\/Scientific Reports<\/em>)<\/p><\/div>\n

O sistema de \u00f3rg\u00e3os-em-chip de 3 tecidos combina org\u00e3os de f\u00edgado, cora\u00e7\u00e3o e pulm\u00e3o. Na parte de cima<\/em> da figura os m\u00f3dulos de f\u00edgado e card\u00edaco s\u00e3o criados por bioimpress\u00e3o de organoides esf\u00e9ricos usando biotintas personalizadas, resultando em constru\u00e7\u00f5es de hidrogel 3D (superior esquerda <\/em>da figura) que s\u00e3o colocados nos microrreatores.\u00a0No estudo os cientistas utilizaram microdispositivos fabricados por montagem de componentes de polidimetilsiloxano (PDMS) formados por litografia macia (para mais informa\u00e7\u00f5es desse processo clique aqui<\/em><\/a>). Os microrreatores consistiram em blocos de PDMS para guiar o fluxo, que s\u00e3o mantidos fixos em cima e em baixo por pin\u00e7as de PMMA (acr\u00edlico).<\/p>\n

Na parte de baixo<\/em> da figura os m\u00f3dulos de pulm\u00e3o s\u00e3o formados criando camadas de c\u00e9lulas sobre membranas porosas dentro de dispositivos microflu\u00eddicos.\u00a0Os eletrodos de resist\u00eancia el\u00e9trica transendotelial personalizados (TEER) foram integrados ao microdispositivo para monitoramento da fun\u00e7\u00e3o de barreira tissular (tecido) ao longo do tempo.<\/p>\n

Os tr\u00eas organoides s\u00e3o colocados em um sistema selado e monitorado com uma c\u00e2mera em tempo real. Um l\u00edquido cheio de nutrientes que circula pelo sistema mant\u00e9m os organoides vivos e \u00e9 usado para introduzir potenciais medicamentos no sistema.<\/p>\n

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F\u00edgado em um chip: Resposta no chip ao paracetamol, contramedida de Acetilciste\u00edna.\u00a0(Cr\u00e9dito: Aleksander Skardal et al.\/Scientific Reports<\/em>)<\/p><\/div>\n

Um teste realizado pelos cientistas foi observar a resposta do f\u00edgado em um chip a dois medicamentos para demonstrar a relev\u00e2ncia cl\u00ednica. A resposta \u00e0 toxicidade do f\u00edgado foi avaliada ap\u00f3s a exposi\u00e7\u00e3o ao paracetamol (APAP) e \u00e0 contramedida Acetilciste\u00edna (NAC).<\/p>\n

Na parte\u00a0(b), \u00e0<\/em>\u00a0esquerda \u00e9 apresentado o chip contendo o \u00f3rg\u00e3o de figado sem nenhum f\u00e1rmaco. Na (c)<\/em>, concentra\u00e7\u00e3o de f\u00e1rmaco de 1mM e na parte (d)<\/em>\u00a0concentra\u00e7\u00e3o de APAP de 10 mM. Essas figuras mostram perda progressiva de fun\u00e7\u00e3o e morte celular, em compara\u00e7\u00e3o com APAP 10 mM + 20 mM NAC (e)<\/em>, que atenuou esses efeitos negativos.<\/p>\n

Os dados mostram uma resposta citot\u00f3xica significativa (danos celulares) em resposta a atua\u00e7\u00e3o do APAP, bem como sua mitiga\u00e7\u00e3o pelo tratamento com NAC, refletindo com precis\u00e3o as respostas cl\u00ednicas observadas em pacientes humanos.<\/p>\n

At\u00e9 semana que vem querido leitor!<\/p>\n

Fonte: Wake Forest<\/a> e Kurzweil<\/a>.<\/p>\n

*<\/strong> <\/span>Segundo o Wikip\u00e9dia,<\/a>\u00a0Triagem<\/b>\u00a0\u00e9 o processo pelo qual se determina a prioridade do tratamento de pacientes com base na gravidade do seu estado.<\/p>\n

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Ol\u00e1 querido leitor. J\u00e1 faz um tempo que n\u00f3s n\u00e3o conversamos sobre os avan\u00e7os da Microflu\u00eddica & Engenharia Qu\u00edmica. Para compensar esse longo tempo, hoje n\u00f3s iremos ver como microrreatores e impressoras 3D, dois assuntos que n\u00f3s gostamos bastante, podem\u00a0reproduzir a resposta do corpo humano aos agentes qu\u00edmicos e biol\u00f3gicos prejudiciais e desenvolver poss\u00edveis tratamentos. Uma equipe de cientistas do Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa, e outras nove outras institui\u00e7\u00f5es criaram miniaturas 3D de cora\u00e7\u00f5es, pulm\u00f5es e f\u00edgados humanos para conseguir testes mais realistas de como o corpo humano responde a novos medicamentos.\u00a0O projeto “body-on-a-chip“, financiado pela Ag\u00eancia de Redu\u00e7\u00e3o de Amea\u00e7as \u00e0 Defesa, tem como objetivo ajudar a reduzir o custo estimado de 2 bilh\u00f5es de d\u00f3lares e a taxa de fal\u00eancia de 90% que as empresas farmac\u00eauticas enfrentam ao desenvolver novos medicamentos. A pesquisa foi divulgada na revista Scientific Reports (DOI: 10.1038\/s41598-017-08879-x), publicado pela Nature. Usando a \u2026 Continue lendo → <\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":167,"featured_media":567,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"pgc_sgb_lightbox_settings":"","_vp_format_video_url":"","_vp_image_focal_point":[],"footnotes":""},"categories":[16,22,18,23],"tags":[34,36,17,24,20],"class_list":["post-547","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-impressao-3d","category-microfluidica","category-microrreatores","category-orgaos-em-chips","tag-body-on-a-chip","tag-corpo-em-chip","tag-impressoras-3d","tag-lab-on-a-chip","tag-microdispositivos"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-content\/uploads\/sites\/107\/2017\/10\/688px-Conceptual_Schematic_of_a_Human-on-a-Chip.jpg","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/547","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/users\/167"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=547"}],"version-history":[{"count":20,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/547\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1090,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/547\/revisions\/1090"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/media\/567"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=547"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=547"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=547"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}