“Coração digital” pode evitar teste de fármacos em animais


Um grupo de cientistas da Universidade de Berkeley criou um “heart-on-chip”, um autêntico coração digital com o intuito de testar novos fármacos de forma mais precisa e sem a necessidade de recorrer a experiências com modelos animais.

O coração de laboratório foi apresentado num estudo publicado esta segunda-feira no jornal Scientific Reports e representa um passo muito importante no desenvolvimento de novos métodos para o teste de fármacos, mais fiáveis e menos tóxicos.

“Em última instância, estes chips podem substituir o uso de modelos animais nos testes farmacológicos para avaliar a sua toxicidade e eficácia”, revelou, em comunicado, o líder da equipa de investigadores da Universidade de Berkeley, o prof. Kevin Healy.

Para este propósito, os cientistas utilizaram músculo cardíaco que criaram laboratorialmente a partir de células estaminais humanas pluripotentes induzidas. O processo foi bastante detalhado, com o objectivo de representar à escala a estrutura e a geometria de um coração humano. As células foram depois colocadas numa estrutura de silicone com cerca de 2 cm, na qual construíram pequenos canais para simular os vasos sanguíneos que irrigam o músculo.

Após 24 horas, o músculo cardíaco artificial começou a contrair-se com uma frequência entre os 55 e os 80 batimentos por minuto, uma frequência semelhante àquela de um coração em repouso. Com o objectivo de testar o sistema, foram adicionadas vários fármacos com acções conhecidas sobre o coração (nomeadamente o isoproterenol, o verapamil e o metoprolol) e assistiu-se à sua eficácia no heart-on-chip, como se pode constatar no vídeo em baixo.

O projecto abre grande possibilidades, desde logo porque evita os testes em animais, mas também porque aumenta a sua reproductibilidade em modelos humanos, actuando com resultados mais fiáveis. Um dos problemas nos testes animais reside na diferença biológica entre as espécies, por exemplo os diferentes tipos de canais iónicos presentes na membrana celular e que alteram a resposta à droga. “Muitos fármacos cardiovasculares têm como alvo estes canais, por isso estas diferenças várias vezes dão azo a experiências ineficazes e dispendiosas que não nos dão informação fiável sobre a toxicidade de um composto em humanos”, confessou o prof. Healy.

Além destas vantagens, o heart-on-chip é extremamente rentável pois tem um tempo de actividade, pelo menos registado até agora, de várias semanas, durante as quais se conseguem testar diferentes compostos farmacológicos.

Entusiasmados pelos resultados promissores, a equipa de Berkeley pretende num próximo passo juntar mais um factor a esta equação, no caso, a metabolização hepática do fármaco. O objectivo passa pela expansão multi-orgânica, com a construção de um fígado nos mesmo moldes, um verdadeiro liver-on-chip que possibilite avaliar o comportamento do fármaco ao ser metabolizado. “Conectar o coração e o tecido hepático permitir-nos-ia determinar se uma droga que inicialmente funciona bem a nível cardíaco, consegue ser depois metabolizada pelo fígado sem que se torne tóxica”, disse o prof. Healy.