Pulmão de paciente é simulado dentro de um chip com células vivas

É a primeira vez que um organoide de pulmão foi construído usando apenas células de um único paciente.
[Imagem: Chak Hon Luk et al. - 10.1126/sciadv.aea9874]

Pulmão em um chip

Está pronto o primeiro modelo de "pulmão no chip" humano construído usando células-tronco retiradas de apenas uma pessoa.

Esses chips prometem simular os movimentos respiratórios e as doenças pulmonares de um indivíduo específico, ajudando a testar tratamentos para infecções complicadas, como a tuberculose, dentro do conceito de medicina personalizada.

Os sacos de ar nos pulmões, chamados alvéolos, são o local essencial da troca gasosa, mas também são uma importante barreira contra vírus e bactérias inalados, que causam doenças respiratórias, incluindo a gripe. Ou seja, o pulmão em um chip poderá ser útil também na pesquisa básica.

Até agora, esses dispositivos têm sido feitos de uma mistura de células derivadas de pacientes e células disponíveis comercialmente, o que significa que eles não eram capazes de replicar completamente a função pulmonar ou a progressão da doença de um indivíduo específico. Isso agora mudou.

O pulmão no chip permitiu replicar o desenvolvimento da tuberculose.
[Imagem: Chak Hon Luk et al. - 10.1126/sciadv.aea9874]

Simulando a tuberculose

Quando infectaram deliberadamente os chips com tuberculose, os cientistas confirmaram a formação de grandes aglomerados de macrófagos contendo núcleos necróticos, um grupo de macrófagos mortos no centro, cercado por macrófagos vivos. Apenas cinco dias após a infecção, as barreiras de células endoteliais e epiteliais colapsaram, mostrando que a função dos alvéolos alveolares havia sido comprometida, confirmando a reprodução da tuberculose no chip.

"Considerando a crescente necessidade de tecnologias que não utilizem animais, as abordagens de órgãos no chip estão se tornando cada vez mais importantes para recriar sistemas humanos, evitando diferenças na anatomia pulmonar, na composição das células imunológicas e no desenvolvimento de doenças entre animais e humanos," disse o professor Max Gutierrez, do Instituto Francis Crick (Reino Unido).

"A tuberculose é uma doença de progressão lenta, com meses entre a infecção e o desenvolvimento dos sintomas, por isso há uma necessidade crescente de compreender o que acontece nos estágios iniciais, que são invisíveis," acrescentou seu colega Jakson Luk. "Conseguimos simular com sucesso esses eventos iniciais na progressão da tuberculose, obtendo uma visão holística de como diferentes células pulmonares respondem às infecções. Estamos entusiasmados com o fato de que o novo modelo possa ser aplicado a uma ampla gama de pesquisas, como outras infecções respiratórias ou câncer de pulmão, e agora estamos buscando aprimorar o chip incorporando outros tipos celulares importantes."