Este chip simula um ataque cardíaco

O modelo em microescala pode replicar os principais aspectos do infarto do miocárdio, podendo no futuro servir como um teste para novos medicamentos personalizados para o coração.
[Imagem: Megan Rexius]

Chip que tem ataque cardíaco

Pesquisadores desenvolveram um "chip de ataque cardíaco", um dispositivo que pode servir como teste para desenvolver novos medicamentos para o coração e até medicamentos personalizados.

"Nosso dispositivo replica algumas das principais características de um ataque cardíaco em um sistema relativamente simples e fácil de usar," disse a professora Megan McCain, da Universidade do Sul da Califórnia.

A doença coronariana grave pode causar um ataque cardíaco, que tipicamente ocorre quando gordura, colesterol e outras substâncias nas artérias coronárias reduzem severamente o fluxo de sangue rico em oxigênio para parte do coração.

Mesmo que um paciente sobreviva ao ataque cardíaco, com o tempo ele pode ficar cada vez mais cansado, enervado e doente; alguns até morrem devido à insuficiência cardíaca. Isso acontece porque as células do coração não se regeneram como outras células musculares. Em vez disso, células imunológicas aparecem no local da lesão, algumas das quais podem ser prejudiciais. Além disso, desenvolvem-se cicatrizes que enfraquecem o coração e a quantidade de sangue que ele pode bombear.

No entanto, os cientistas ainda não entendem completamente esse processo, especialmente como as células cardíacas nas partes saudáveis e feridas do coração se comunicam umas com as outras, e como e por que elas mudam após um ataque cardíaco.

Para poder estudar isso com mais detalhes, eles estão tentando reproduzir o ataque cardíaco dentro de um chip, usando a mesma tecnologia dos diversos "órgãos em um chip" que têm sido apresentados nos últimos anos - incluindo diversos modelos de "coração em um chip".

Processo de fabricação do chip que simula um infarto.
[Imagem: Megan L. Rexius-Hall et al. - 10.1126/sciadv.abn7097]

Infarto em um chip

O ataque cardíaco em um chip é um dispositivo microfluídico quadrado de 22 x 22 milímetros, feito de um polímero parecido com borracha, chamado PDMS. Este primeiro protótipo é bastante simples, com dois canais em lados opostos através dos quais os gases fluem.

Por cima dos canais fica uma camada muito fina do mesmo material de borracha, que é permeável ao oxigênio. Uma microcamada de proteína é então construída na parte superior do chip, para que as células do coração se alinhem e formem a mesma arquitetura que temos em nossos corações. Finalmente, células cardíacas de roedores foram cultivadas sobre a proteína.

Para simular um infarto, gases com oxigênio e gases sem oxigênio são liberados em cada canal do biochip, expondo o coração artificial a um gradiente de oxigênio, semelhante ao que realmente acontece em um infarto.

"Isso nos permite entender mais claramente como o coração está mudando após um ataque cardíaco. A partir daí, nós e outros pesquisadores poderemos desenvolver e testar drogas que serão mais eficazes para limitar a degradação adicional do tecido cardíaco que pode ocorrer após um ataque cardíaco," explicou McCain.