Você sabe o que é Microfluídica? E para que ela serve?

Já pensou que futuramente não haverá mais testes em animais? E, melhor ainda, existirá uma plataforma que permita testes mimetizando alguns órgãos em escala micrométrica.

Essa realidade já existe, trata-se dos dispositivos microfluídicos! Mas opa lá: “O que é mesmo microfluídica?”.

A microfluídica é uma ciência que deriva da hidrodinâmica, ou seja, trabalha com fluxo de fluído de forma constante. Seu grande avanço aconteceu nos anos 90 especialmente pelo grupo Whitesides da Universidade de Harvard (EUA), que começaram os primeiros dispositivos feitos de silicone para o uso biológico. Anteriormente, os dispositivos microfluídicos eram construídos de papel e de silício. Com o avanço da tecnologia, diferentes técnicas foram aplicadas para desenvolver dispositivos mais robustos, com diferentes funções, tamanhos e geometrias. O uso de materiais biocompatíveis e transparentes facilitam a visualização em microscopia e dessa forma, torna os dados obtidos nos dispositivos mais confiáveis.

Outro fator favorável a essa técnica é devido às suas proporções muito pequenas, resultando em um baixo consumo de reagentes. Isso é importante quando um teste tem um custo de reagente ou fármaco muito elevado. Por exemplo: Quando um novo fármaco está sendo desenvolvido ele passa por 3 fases:

Fase 1 – Testes in vitro, no qual o fármaco de interesse é testado em células em placas.

Fase 2 – Testes in vivo: Essa parte é dividida em testes em animais primeiro após testes em humanos, com diferentes grupos controle.

Fase 3 – Perante os resultados apresentados, o fármaco poderá comercializado.

No entanto, cerca de 1/3 desses fármacos falham na primeira fase, consumindo muitos reagentes e produtos. É na fase 1 que o uso de dispositivos com escala micrométrica são úteis pois, além do baixo consumo de amostras, também podem mimetizar ambientes próximos ao encontrado ao corpo humano, diferentes os apresentando em placas.

Com esse intuito surgiram os chamados organ on a chip (órgão em um chip). São chips que mimetizam um órgão (coração, pulmão, pele) com algumas funções similares aos órgãos humanos. Dessa forma auxiliam os pesquisadores a estudar o funcionamento de uma determinada doença, ou mesmo qual a concentração de fármaco mais recomendada para aquele tipo específico de órgão e/ou células.

O Wyss Institute da Universidade Harvard (USA) criaram um microchip denominado: Lung on a chip. Como o nome em inglês indica, trata-se de um microdispositivo que mimetiza um pulmão. Neste trabalho os cientistas criaram uma plataforma que permite trabalhar com co-culturas de células (mais de um tipo de células) em um sistema de fluxo contínuo mimetizando o sistema de circulação, além de um sistema de membranas semipermeáveis e de um sistema de pressão responsável pela contração dessa membrana imitando assim um sistema respiratório. Segundo os autores a ideia do desenvolvimento desse chip é possibilitar o estudo de edema pulmonar e compreender o mecanismo dessa doença para assim, indicar um tratamento especializado. Dados disponíveis pelo DATASUS permitem fazer análise apenas para edema agudo de pulmão, que em 2002 teve 21.553 internações, com taxa de óbito (número de internações sobre o número de óbitos) de 17,30; em 2007, foram 20.405 casos com aumento da taxa de óbito para 19,2. Nesse contexto, o uso de uma plataforma que possa simular ambientes próximo ao organismo e com um gasto menor de reagente mostra-se atrativa aos olhos das empresas farmacêuticas.

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Lung on a chip: Microchip que simula um pulmão humano criado pelo grupo de pesquisa Wyss Institute (Harvard). Créditos: Havard/Wyss Institute

Com o avanço e a complexidade desses chips será possível estudar diversas doenças de forma mais concisa e quem sabe futuramente substituir testes em animais. Vamos aguardar os as cenas dos próximos capítulos.

Referências:

Artigo: The origins and the future of microfluidics– George M Whitsides- Review: Nature 442, 368–373 .27 July 2006.DOI:10.1038/nature05058

https://wyss.harvard.edu/media-post/lung-on-a-chip/

http://gmwgroup.harvard.edu/research/index.php?page=24

https://www.hospitalsiriolibanes.org.br/sua-saude/Paginas/edema-pulmonar-pode-ser-fatal-deve-ser-tratado-urgencia-.aspx

http://tabnet.datasus.gov.br/cgi/deftohtm.exe?sih/cnv/piuf.def.

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