Coração em chip vai acelerar testes de remédios, substituindo animais

Buscando acelerar o desenvolvimento de novos remédios e reduzir a necessidade de testes em animais, cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), nos EUA, investigam como funcionaria um coração em chip ideal. O invento precisa simular a resposta fisiológica do órgão, o que permitirá inúmeros testes em laboratório na fase pré-clínica de pesquisa.

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“O coração em chip é projetado para imitar as condições de um coração real”, explica Darwin Reyes, líder do projeto, em nota. “Podemos manipular o ambiente para transformar células-tronco em células cardíacas e fazê-las contrair e relaxar, como fazem no corpo, para produzir batimentos cardíacos”, detalha.

Órgãos humanos em chip

A estratégia em recriar órgãos humanos em chip é conhecida, em inglês, pela sigla OOC. Há alguns anos, cientistas de todo o mundo recorrem a esse modelo para testes, mas ainda falta estabelecer padrões de produção — cada laboratório tem a sua própria versão. 

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“O chip em si pode ser usado com muitos tipos diferentes de células”, pontua o cientista Reyes, do NIST. “Neste projeto em particular, estamos usando células cardíacas, mas você pode usar uma versão customizada do sistema com outras células para monitorar seu comportamento visual e eletronicamente”, complementa.

Recentemente, já foram criados modelos de pulmão, fígado, rim, pele e vagina em chip. Neste último caso, a pesquisa foi liderada por membros da Universidade Harvard. 

Vale notar que a estratégia é bastante diferente de organoides, ou seja, réplicas em miniaturas dos órgãos humanos. As mais famosas são as de cérebro, usadas no estudo de doenças cerebrais e neurodegenerativas. Também forneceram insights sobre a origem do autismo.

Como é o coração em chip?

O design de um coração em chip pode variar, mas normalmente é um retângulo pequeno — como um cartão de crédito em 3D — transparente. Ali, há uma rede de microcanais impressos em uma camada de polímero, com a função de simular os vasos sanguíneos do órgão. As células cardíacas também são adicionadas em camadas.

Nesse sistema, os pesquisadores podem controlar e manipular com precisão pequenas quantidades de líquidos, através de canais, e os remédios podem ser facilmente administrados. Com isso, é possível observar os impactos de determinada medicação.

Idealmente, um coração em chip pode ser interconectado a outros órgãos em chip, como um fígado artificial. Assim, a equipe consegue investigar como um coração e um fígado vão interagir em resposta a determinados medicamentos ou condições médicas, como um câncer. 

Fim dos testes em animais?

Segundo os pesquisadores norte-americanos, a fisiologia animal não corresponde perfeitamente à fisiologia humana. Nesse contexto, os testes pré-clínicos de medicamentos com órgãos em chip têm a missão reduzir o uso de cobaias animais na ciência. 

“O objetivo final é, se possível, evitar completamente os testes em animais”, aposta Reyes. “Isso também reduziria o tempo necessário para testar medicamentos, o que, esperançosamente, faria com que os medicamentos custassem menos”, completa.

Todos os achados sobre o coração em chip ideal e os materiais necessários para a construção desse sistema foram descritos em estudo publicado na revista científica Lab on a Chip.

Leia a matéria no Canaltech.

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