Cientistas criam coração artificial em chip para testar medicamentos

Para a ciência, o desenvolvimento de órgãos artificiais é importante não só para diminuir as filas de transplantes como também para testar tratamentos. Esse último objetivo levou um grupo de bioengenheiros da Universidade da Califórnia a criar um “heart-on-a-chip”, isto é, um coração artificial em um chip.

A noção de um chip fazendo as vezes de um coração nos leva a crer que o componente realiza uma simulação do órgão. E realiza mesmo, até certo ponto, mas essa tarefa não é meramente virtual: há uma combinação de “microfluídos” e células cardíacas verdadeiras ali.

Mais precisamente, as células ficam dispostas em uma camada de silicone que assume, tanto quanto possível, a geometria das fibras do tecido cardíaco humano. Uma rede de minúsculos canais que lembra vasos sanguíneos faz com que os fluídos levem nutrientes que alimentam as células e elimine os resíduos produzidos por elas.

O que é mais impressionante é que, dentro das devidas proporções, esse coração artificial bate. O processo todo tem início com a inserção de células-tronco que são induzidas para se desenvolver como células cardíacas. Elas crescem em camadas seguindo o modelo de desenvolvimento de um tecido cardíaco real.

Na etapa seguinte, há injeção de fluídos. Cerca de 24 horas depois, o tecido formado no chip começa a pulsar em uma frequência que varia entre 55 e 80 batimentos por minuto, tal como um coração humano de um adulto. O vídeo abaixo mostra a pulsação.

A partir daí, os pesquisadores podem injetar drogas para testar o efeito dessas substâncias sobre as células. Os canais de fluídos também permitem o monitoramento de todos os parâmetros necessários aos testes praticamente em tempo real.

Mais experimentos são necessários para avaliar a eficácia do método, mas os resultados obtidos até agora são convincentes. Os pesquisadores aplicaram no chip substâncias como Isoproterenol, Verapamil e Metoprolol, drogas que são usadas há tempos para tratamento de arritmias e outros problemas cardíacos. Os efeitos obtidos – controle das pulsações – foram equivalentes aos constatados em corações reais.

Os cientistas acreditam que o chip poderá ser adaptado para simular doenças cardíacas congênitas, a interação entre órgãos – a metabolização que um medicamento para o coração tem no fígado, por exemplo – e mesmo as características de determinado indivíduo para rastreio de reações a drogas antes que o tratamento seja colocado em prática.

Além disso, a invenção pode diminuir os custos de pesquisas pela indústria farmacêutica, resultando em medicamentos mais baratos. Kevin Healy, professor que lidera a pesquisa, espera até que, em uma etapa bem mais avançada, chips como esse possam finalmente substituir testes em animais.

Com informações: Phys.org

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