Órgãos em um Chip

 

Pesquisadores do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering (Instituto de Engenharia Biologicamente Inspirada) da Universidade de Harvard, EUA, desenvolve desde 2010 modelos de órgãos em miniatura, como por exemplo pulmões, fígado, rins, coração, medula óssea e córnea, dentro de chips feitos de polímeros plásticos. Tais modelos podem se tornar dentro de pouco tempo uma tecnologia dominante nas pesquisas biomédicas. Saiba mais...

Um "organ-on-a-chip" (OC), como é chamado, trata-se de um um chip de plástico com várias entradas onde são realizadas culturas de células em meio microfluídico, simulando a atividade e as respostas fisiológicas de órgãos completos ou até mesmo sistemas de órgãos. Na prática, funciona como se fosse um órgão artificial, do tamanho de um "pendrive" (como na imagem de topo). As câmaras dentro do chip são organizadas de forma a simular a estrutura do órgão ou tecido em questão. É possível, portanto, se fazer testes de drogas ou fármacos nesses chips, analisando as possíveis respostas do organismo, o grau de toxicidade da substância em questão e seus efeitos colaterais, entre outros parâmetros. A resposta do organismo a infecções também pode ser observada ao se inserir vírus ou bactérias nesse meio de cultura celular. 

 Modelo de pulmão-em-um-chip. Percebam que há um espaço para o fluxo e ar em contato com a corrente sanguínea, separada por uma fina membrana de células que simulam os alvéolos pulmonares

 Neste outro modelo, temos a simulação de uma barreira hemato-cerebral, ou seja, neurônios ligados a tecidos que representam a circulação sanguínea

Hoje em dia, tais estudos como os citados acima, são realizados em modelos animais, os quais são ainda bastante imprecisos. Por mais que o resultado de um teste realizado com animais sirva como base para a medicina, efeitos adversos inesperados ainda ocorrem. O uso de órgãos em chips permite, portanto, a aplicação de substâncias de interesse diretamente em tecidos humanos, os quais funcionariam em condições bastante próximas das reais, reduzindo os riscos e esses efeitos inesperados. Chips criados com células-tronco de determinado paciente poderiam dar ainda uma resposta individualizada, ou seja, uma resposta específica para o paciente doador das células, reduzindo os possíveis efeitos colaterais.  

A realização de experimentos em chips também poderá solucionar os problemas éticos envolvendo o uso de animais como cobaias. Hoje, grupos de ativistas em prol dos direitos animais e sociedades veganas no mundo todo lutam pela libertação animal do sofrimento gerado por esses experimentos. É uma luta justa e eu a apoio, entretanto, há a necessidade do desenvolvimento de métodos substitutivos para que as pesquisas biomédicas não sejam interrompidas por completo. O uso de órgãos em chips  talvez venha a se tornar uma das principais ferramentas nesse sentido. Outra questão interessante é que o uso de vários órgãos em chips interligados podem gerar aquilo que já está sendo chamado de "human-on-a-chip" (humano-em-um-chip), ou seja, um chip no qual todos os sistemas do corpo humano podem ser simulados ao mesmo tempo, como visto abaixo:

 

O uso de um chip multi-órgão (humano no chip) é importante para os estudos toxicológicos pelo fato de que certas substâncias que tem efeito positivo em determinado órgão, podem causar efeitos colaterais em outros órgãos. Um exemplo: certas substâncias que melhoram a entrada de ar atmosférico nos pulmões também aceleram os batimentos cardíacos. Se o pesquisador está analisando apenas o efeito de uma determinada droga sobre o sistema respiratório num chip, ele não poderia observar os seus efeitos no sistema cardiovascular. Já com o uso de um chip multi-órgão, tais efeitos seriam observáveis. Enfim... o conceito de órgãos em chips é de fato revolucionário e, possivelmente, serão a porta de entrada para uma nova era da pesquisa biomédica, onde os estudos serão cada vez mais precisos, com resultados individuais e sem agredir os direitos animais.