Chip-pulmão faz revelação surpreendente sobre quimioterapia

Os "órgãos em um chip", como este chip-pulmão, podem ser melhores para o desenvolvimento de novos medicamentos do que os experimentos em cobaias, uma vez que eles são construídos com células humanas. [Imagem: Wyss Institute/Harvard University]

Edema pulmonar

Cientistas conseguiram replicar um edema pulmonar em um microchip revestido internamente com células humanas.

Apesar de não parecer em nada com um órgão humano, os pesquisadores o chamam "pulmão em um chip".

Eles usaram este "pulmão em um chip" para estudar a toxicidade de medicamentos e identificar possíveis novas terapias para prevenir esta condição, que apresenta elevado risco de vida.

Órgãos humanos em chips

O estudo oferece mais uma prova de conceito de que "órgãos humanos em chips" têm um enorme potencial para substituir as abordagens tradicionais para a descoberta e o desenvolvimento de novos medicamentos.

"As grandes companhias farmacêuticas gastam muito tempo e uma quantidade enorme de dinheiro em culturas de células e em testes em animais para desenvolver novos medicamentos," diz Donald Ingber, da Universidade de Harvard, um dos criadores do novo aparelho. "Mas esses métodos frequentemente não conseguem prever os efeitos destes fármacos quando eles são usados em seres humanos."

O uso de cobaias em experimentos de medicamentos é uma prática que vem sendo duplamente combatida - de um lado, pelos próprios cientistas, porque os animais são muito diferentes dos humanos; e, por outro, pelos defensores dos animais.

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Pulmão em um chip

O chip-pulmão consiste em um bloco de polímero transparente e flexível, do tamanho de um cartão de memória, cheio de microcanais ocos fabricados com a mesma técnica usada para fabricar os processadores de computador.

Dois dos canais são separados por uma fina membrana flexível e porosa, revestida de um lado com células pulmonares humanas expostas ao ar.

Células capilares do sangue são colocadas no outro lado, com um fluido passando sobre a sua superfície.

Um vácuo aplicado de forma controlada nas laterais do canal deformam esta interface tecido-tecido para recriar a forma como os tecidos pulmonares humanos expandem-se e retraem-se durante a respiração.

O pulmão em um chip permite reproduzir a respiração humana com grande precisão.
[Imagem: Wyss Institute/Harvard University]

Interleucina-2

O pequeno chip foi usado para testar um medicamento de quimioterapia chamado interleucina-2 - ou IL-2.

Um dos principais efeitos colaterais tóxicos da IL-2 é o edema pulmonar, que é uma condição letal na qual os pulmões se enchem com fluido e coágulos de sangue.

E o resultado foi surpreendente.

Os pesquisadores descobriram que o ato físico de respirar aumenta muito os efeitos da IL-2 no edema pulmonar - "algo que clínicos e cientistas nunca suspeitaram antes," diz Ingber.

Quando o chip simulou a respiração, o extravasamento de líquido aumentou mais de três vezes quando foi usada uma dose clinicamente relevante de IL-2, e a equipe confirmou que a mesma resposta ocorre em um modelo animal de edema pulmonar.

Isto pode indicar que os pacientes em um respirador artificial que são tratados com IL-2 devem ter o volume de ar reduzido, a fim de minimizar os efeitos colaterais negativos desta droga.

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