Biochip para miniórgãos agora com vasos sanguíneos naturais

Representação esquemática de um lóbulo hepático (esquerda) e visão 3D do lóbulo hepático vascularizado no chip após 9 dias de cultura (direita).
[Imagem: TU Wien]

Vasos sanguíneos artificiais

Qual é a melhor forma de investigar os efeitos de um novo medicamento? Como podemos compreender melhor a interação entre diferentes órgãos para compreender a resposta sistêmica desse candidato a fármaco?

Como as cobaias dificilmente dão uma resposta reproduzível no ser humano, a tecnologia tem-nos levado rumo aos chamados órgãos em um chip, também conhecidos como sistemas microfisiológicos. Dentro desses biochips é possível cultivar estruturas de tecidos em ambientes precisamente controlados, incluindo sua interação com os fármacos. Os resultados têm muito mais precisão do que em experimentos envolvendo animais ou mesmo em seres humanos porque lá dentro podemos colocar exatamente as células, tecidos e órgãos que importam.

Mas tinha um problema: Esses mini-órgãos estavam incompletos porque ainda não contavam com vasos sanguíneos, sendo alimentados artificialmente por alguns dos microcanais do biochip. E, para facilitar estudos sistemáticos e garantir comparações significativas com organismos vivos, é necessário criar uma rede de vasos sanguíneos e capilares perfusíveis - de forma precisamente controlável e reproduzível.

Foi exatamente isso que fizeram Alice Salvadori e colegas da Universidade Técnica de Viena (Áustria): A equipe desenvolveu um método que utiliza pulsos de laser muito rápidos para criar pequenos vasos sanguíneos, tudo de forma rápida e reprodutível. Os testes mostraram que esses vasos se comportam exatamente como os de tecidos vivos, permitindo até mesmo a criação de lóbulos do fígado humano.

Precisão e velocidade

Os vasos sanguíneos são criados diretamente dentro de materiais especiais chamados hidrogéis, que vão fornecer suporte estrutural para as células vivas - eles são permeáveis de modo semelhante aos tecidos naturais. A próxima etapa consiste em semear os canais com células endoteliais, que são as células que revestem o interior dos vasos sanguíneos reais do corpo humano. Essas células então se estabelecem dentro dessas redes de canais, criando uma rede vascular artificial cuidadosamente projetada e que imita de perto a estrutura e a função dos vasos sanguíneos naturais.

"Mostramos que esses vasos sanguíneos artificiais são colonizados por células endoteliais que respondem exatamente como as células reais do corpo," disse Salvadori. "Por exemplo, elas reagem à inflamação da mesma forma - tornando-se mais permeáveis, assim como os vasos sanguíneos reais."

"Podemos criar canais espaçados em apenas 100 micrômetros. Isso é essencial quando se deseja replicar a densidade natural dos vasos sanguíneos em órgãos específicos," acrescentou o professor Aleksandr Ovsianikov. "E o mais importante é que desenvolvemos uma tecnologia escalável que pode ser usada em escala industrial. Leva apenas 10 minutos para padronizar 30 canais, o que é pelo menos 60 vezes mais rápido do que outras técnicas."