Cientistas usam impressora 3D para reproduzir coração humano em um chip

Cientistas usam impressora 3D para reproduzir coração humano em um chip

Pesquisadores da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, usaram uma impressora 3D para reproduzir tecido do coração humano em um chip com sensores integrados, marcando um grande avanço para a medicina personalizada.

A tecnologia que usa tecido humano em um chip pode, eventualmente, replicar em laboratório uma desordem genética de um paciente, combinando propriedades de uma doença ou até mesmo as células individuais de um paciente para fins de teste e tratamento.

Os resultados da pesquisa conduzida pela Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard e o Instituto Wyss para Engenharia Biológica Inspirada, também da mesma universidade, foram publicados no jornal científico Nature e Materials.

“Nós estamos elevando os limites da impressão 3D ao desenvolver e integrar múltiplos materiais funcionais com dispositivos impressos”, disse Jennifer Lewis, co-autora do estudo em um comunicado à imprensa. “Esse estudo é uma demonstração poderosa de como nossa plataforma pode ser usada para criar chips inteiramente funcionais e instrumentais para modelos de doença e testes de medicamentos”.

Pesquisadores de Harvard já haviam, anteriormente, desenvolvido tecido humano do coração em um chip usando uma impressora 3D, com sensores incorporados no chip permitindo facilmente gravar dados de múltiplos tecidos de uma vez só e durante longos períodos, de acordo com Johan Ulrik Lind, principal autor do artigo.

“Os dados que obtemos dos sensores é a informação mais crítica pertencente ao tecido cardíaco: a força da batida do coração e a taxa de batimento”, explicou Lind à Computerworld.

“Isso nos permite estudar como o tecido responde a medicamentos e compostos tóxicos. Porque  a pesquisa farmacêutica pode envolver testes de milhares de compostos, e isso é um avanço importante em relação ao trabalho anterior”, completou.

Tradicionalmente, pesquisas sobre doenças são conduzidas através de estudos clínicos, que podem levar anos para serem concluídos e testar um simples composto de medicamento pode custar mais de US$ 2 bilhões, de acordo com o Instituto Wyss.

Além disso, milhares de animais são tipicamente mortos para fins de testes de tratamentos com drogas – um processo que muitas vezes não consegue replicar verdadeiramente uma resposta humana à terapia porque os animais não imitam com precisão a fisiopatologia humana.

Os pesquisadores de Harvard inicialmente fabricaram microchips que recapitulam a microarquitetura e funções dos órgãos humanos, que já incluem pulmões, intestinos, rins, pele e ossos.

Os microchips chamados de “órgãos em chips” são feitos de um polímero flexível do tamanho de um pendrive que contém canais de microfluídos conectados com vasos sanguíneos artificiais forrado de células. Pesquisadores podem, então, aplicar forças mecânicas ao chip para reproduzir o microambiente físico de órgãos vivos, incluindo movimentos de respiração dos pulmões e movimentos peristálticos do intestino.

“Ao fazer um coração em um chip com essas células, nós poderíamos investigar, então, as terapias em potencial para pacientes específicos”, disse Lind. “Isso pode soar um pouco como ficção científica, mas nosso laboratório já tem investigado terapias específicas usando o método em um estudo anterior”.

O Instituto Wyss também não está sozinho no desenvolvimento de bioimpressão 3D para teste de drogas.

Além de outras pesquisas em universidades, a tecnologia de bioimpressão para pesquisa médica e aplicações terapêuticas também está sendo conduzida pela empresa baseada em São Diego, a Organovo, que imprimiu pela primeira vez um fígado humano em 2014.  A mesma companhia tem impresso pele humana, que pode ser fabricada a partir das próprias células de um paciente.

Fonte: IDGNOW

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