Tem sido amplamente reconhecido que modelos animais para testar drogas e outros tratamentos médicos têm várias falhas sérias. Em alguns casos, esses métodos são antiéticos e cruéis. Além disso, esses estudos nem sempre são capazes de prever com precisão a fisiologia humana. Muitos desses estudos vêm com custos extensos, o que significa que algumas drogas talvez nunca cheguem à fase de testes.
Pesquisadores de todo o mundo têm trabalhado no desenvolvimento de órgãos humanos em miniatura que poderiam substituir os testes em animais e acelerar os testes de drogas. Suas experiências mostram que essa tecnologia nascente emergente pode frequentemente prever a resposta do corpo a drogas e doenças sem usar sujeitos vivos. A indústria farmacêutica está expressando interesse por essa tecnologia de saúde, que está ajudando a impulsionar sua inovação.
Organ-On-A-Chip para teste de drogas
Um organ-on-a-chip é um dispositivo criado usando métodos de fabricação de microchips. Contém câmaras perfundidas continuamente revestidas por células humanas vivas. O tamanho de um pequeno memory stick de computador, este dispositivo imita a biologia e funções de órgãos reais e é uma atualização dos sistemas existentes em uso hoje (como células vivas cultivadas em uma placa de Petri).
Os cientistas já desenvolveram diferentes órgãos em chips: pulmão, coração, intestino e fígado.
O pulmão-em-um-chip, por exemplo, contém células pulmonares e capilares com um lado exposto a um meio semelhante ao sangue e o outro ao ar. Isso fornece aos cientistas uma visão da parte do pulmão onde ocorre a troca de gases. Esta é a área onde problemas pulmonares, como infecções e câncer, geralmente ocorrem.
Lung-on-a-chip é flexível, por isso se estica e se contrai muito como um pulmão humano - replicando a função do órgão vivo.
A tecnologia de órgãos em chips é originária dos laboratórios do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering da Harvard University. Algumas empresas comerciais agora fabricam chips que reproduzem um órgão doente também. Outros estão se concentrando no modo como os medicamentos - ambos já aprovados e desenvolvidos recentemente - se comportam nesses dispositivos em comparação com o corpo humano. Como as empresas farmacêuticas concordam que investir em tecnologia de chip é uma atividade digna, mais investimentos e aperfeiçoamentos posteriores tornarão os órgãos em chips ainda mais úteis no futuro.
No ano passado, a Emulate, Inc. anunciou uma colaboração de pesquisa com a Johnson & Johnson e o Wyss Institute para avaliar sua plataforma de trombose em um chip que poderia potencialmente ser usada para testar drogas que são conhecidas por causar coágulos sanguíneos. O chip modela diferentes fatores que podem contribuir para o desenvolvimento de um coágulo sanguíneo. Se for bem-sucedida, essa tecnologia poderá ser usada em testes clínicos de medicamentos para minimizar o risco causado por alguns medicamentos - como medicamentos imunoterapêuticos e oncológicos - conhecidos por possíveis efeitos colaterais associados à coagulação sanguínea.
Avanços recentes no crescimento de órgãos rudimentares a partir de células-tronco também poderiam apoiar a tecnologia de um órgão sobre um chip. Experimentos mostram que células-tronco humanas podem ser programadas para produzir diferentes tipos de tecido. Embora leve algum tempo até que essa técnica possa ser usada para cultivar órgãos personalizados para pacientes transplantados, ela já pode ser aplicada para o crescimento de tecido humano para modelos de órgão sobre um chip.
Em breve haverá Human-On-A-Chip?
Os cientistas do Wyss Institute estão agora trabalhando em um projeto ambicioso: eles estão procurando ligar diferentes órgãos em chips para criar uma réplica de todo o corpo humano.
Isso poderia ajudar os testes de drogas de forma inigualável. Múltiplos “sujeitos” in vitro poderiam ser testados e analisados quanto à sua resposta a um determinado medicamento em um curto período de tempo.
Homo chippiens , como o modelo foi apelidado humoristicamente, também foi explorado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos como um modelo alternativo para estudar os efeitos de toxinas ambientais, como os efeitos da dioxina e do bisfenol A (BPA) sobre o fígado humano.
No momento, quase toda nova droga ainda precisa passar por um longo teste clínico, bem como ser testada em seres humanos antes de chegar ao mercado. O desenvolvimento de órgãos humanos em miniatura pode tornar o processo de desenvolvimento mais curto, ignorando uma parte do protocolo de um novo medicamento. Alguns especialistas, no entanto, advertem que os chips não conseguem capturar toda a complexidade de um órgão humano e que essa tecnologia tem limitações que precisam ser abordadas antes que se tornem úteis como verdadeiras alternativas aos órgãos reais.