‘-On-a-chip Organ’ Poderia acelerar Disease Tratamento Pesquisa

Pesquisadores desenvolveram uma tridimensional “órgão-on-a-chip,” que permite em tempo real, monitoramento contínuo de células, e poderia ser usado para desenvolver novos tratamentos para a doença, reduzindo o número de animais utilizados em pesquisa.

O dispositivo, que incorpora células dentro de um transistor 3-D feita a partir de um material macio semelhante a esponja inspirado pela estrutura do tecido nativo, dá aos cientistas a capacidade de estudar as células e tecidos em novas formas. Ao permitir que as células cresçam em três dimensões, o dispositivo imita de forma mais precisa a forma que as células crescem no corpo.

foto: Universidade de Cambridge

Os pesquisadores, liderado pela Universidade de Cambridge, dizem que seu dispositivo poderia ser modificado para gerar vários tipos de órgãos-fígado-on-a-chip ou um coração-on-a-chip, por exemplo, conduzindo finalmente a um corpo de um chip que simularia como tratamentos diferentes afectam o corpo como um todo.

Seus resultados são relatados na revista Os avanços da ciência.

Tradicionalmente, estudos biológicos foram (e ainda são) feito em placas de petri, em que tipos específicos de células são cultivadas sobre uma superfície plana. Embora muitos dos avanços médicos feitos desde a década de 1950, incluindo a vacina contra a poliomielite, ter se originado em placas de petri, esses ambientes bidimensionais não representam com precisão os ambientes tridimensionais nativos de células humanas, e pode levar a informações enganosas e falhas de drogas em ensaios clínicos.

“Modelos de células bidimensionais têm servido a comunidade científica bem, mas agora precisamos passar para modelos tridimensionais de células, a fim de desenvolver a próxima geração de terapias,”Disse Róisín Owens, do Departamento de Engenharia Química e Biotecnologia de Cambridge, e autor sênior do estudo.

“Culturas de células tridimensional pode nos ajudar a identificar novos tratamentos e saber quais evitar se podemos monitorá-los com precisão,"Disse Charalampos Pitsalidis, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Engenharia Química & Biotecnologia, e primeiro autor do estudo.

Agora, 3-celulares D e culturas de tecidos são um campo emergente de pesquisa biomédica, permitindo aos cientistas estudar a fisiologia de órgãos e tecidos humanos de uma forma que não teria sido possível antes. Contudo, enquanto estas culturas 3-D podem ser gerados, tecnologia que avalia com precisão a sua funcionalidade em tempo real não foi bem desenvolvida.

“A maioria das células no nosso corpo comunicar uns com os outros por meio de sinais eléctricos, por isso, para monitorar culturas de células em laboratório, precisamos anexar eletrodos para eles,”, Disse Owens. "Contudo, eletrodos são bastante desajeitado e difícil para anexar a culturas de células, por isso, decidiu transformar a coisa toda em sua cabeça e colocar as células no interior do eletrodo “.

O dispositivo, que Owens e seus colegas, desenvolvido é baseado em um “andaime” de uma esponja de polímero condutor, configurado em um transistor electroquímica. As células são cultivadas dentro do andaime e todo o dispositivo é então colocado dentro de um tubo de plástico em que os nutrientes necessários para as células pode fluir. O uso do suave, eléctrodo de esponja, em vez de um eléctrodo de metal rígido tradicional fornece um ambiente mais natural para as células e é a chave para o sucesso do órgão em tecnologia de chip em prever a resposta de um órgão a diferentes estímulos.

Outro órgão sobre um chip de dispositivos necessita de ser completamente desmontado, a fim de monitorizar a função das células, mas desde que o projeto levou-Cambridge permite a monitorização contínua em tempo real, é possível realizar experimentos a longo prazo sobre os efeitos de várias doenças e tratamentos potenciais.

“Com este sistema, podemos monitorar o crescimento do tecido, e sua saúde em resposta a drogas externos ou toxinas,”Disse Pitsalidis. “Além de testes de toxicologia, nós também pode induzir a uma doença em particular no tecido, e estudar os principais mecanismos envolvidos nessa doença ou descobrir o direito tratamentos.”

Os pesquisadores planejam usar seu dispositivo para desenvolver um “gut-on-a-chip” e anexá-lo a um “cérebro-on-a-chip” para estudar a relação entre o microbioma intestinal e a função cerebral como parte do projeto IMBIBE.

Fonte: www.laboratoryequipment.com, pela Universidade de Cambridge