Um chip que simula o pulmão humano para estudar os efeitos do fumo

sumking00br>>br>> Todos nós sabemos há muito tempo que fumar causa danos à saúde. Mas temos casos de pessoas que fumam durante 70 ou mais anos das suas vidas e morrem por causas não atribuíveis a este vício ou casos de pessoas que nunca fumaram e que de repente têm cancro do pulmão insuportável. Assim, o problema do vício do tabaco deve ser visto em termos estatísticos a fim de medir os danos reais causados pelo fumo.

É por isso que os cientistas de Harvard desenvolveram um dispositivo que fuma cigarros da mesma forma que os humanos o fazem e faz com que o fumo do tabaco passe através de um “pulmão na ficha” para modelar os efeitos do fumo na saúde.

Nos últimos anos, os cientistas têm sido capazes de recriar com precisão modelos de órgãos humanos colocando tecido vivo em chips, permitindo-lhes estudar o efeito de drogas e doenças sem terem de testar em animais ou seres humanos.

Existem versões de órgãos num chip para simular coração, pulmões, intestinos e placenta. Agora uma equipa em Harvard concebeu um dispositivo que fuma cigarros e envia o fumo através de chips que simulam funções pulmonares para examinar como o hábito prejudica a saúde.

Como dissemos, não é segredo que fumar causa danos, mas o que parece difícil de fazer é estudar os seus efeitos na chamada COPD (doença pulmonar obstrutiva crónica), uma doença que leva à falta de ar nas suas vítimas porque os seus brônquios estão inflamados nos pulmões.

Replicar como o fumo do tabaco causa e aumenta os problemas pulmonares não pode ser feito numa placa de petri onde as células são geralmente cultivadas porque não conseguem “respirar” as toxinas. Por outro lado, a utilização de animais também não resolve nada porque a sua resposta é muitas vezes diferente da dos seres humanos.

Com início a partir de investigadores que tinham feito anteriormente um chip que modelasse células cardíacas doentes para poderem estudar novos tratamentos, com a mesma abordagem, no ano passado uma equipa do Instituto Wyss em Harvard modelou os pulmões exibindo doenças como a DPOC e a asma. Com isto em mãos conceberam uma máquina que fuma cigarros de uma forma mais humana, e o fumo é passado para estes pulmões sobre chips para ver a interacção de forma mais realista.

“A fim de traduzir os padrões respiratórios observados e o comportamento tabágico em efeitos biológicos, combinamos um chip que recebe fumo de uma máquina que queima cigarros (fuma-os) e um micro respirador que inala e exala pequenos volumes de fumo de cigarros, bem como ar fresco. Isto é feito a intervalos programáveis, emulando assim o comportamento real de alguém que fuma”, explica Richard Novak, co-autor do estudo.

As células usadas no modelo foram isoladas de indivíduos que eram saudáveis, bem como daqueles que sofriam de DPOC. Depois de ambos terem sido maciçamente expostos ao fumo do tabaco, a equipa pôde então estudar as diferenças entre os brônquios saudáveis e aqueles com COPD.

“Identificámos uma assinatura específica de COPD comparando as alterações de expressão genética em fichas de COPD expostas ou não expostas ao fumo, e subtraímos as alterações que vimos em fichas feitas a partir de células pulmonares saudáveis”, diz Kambez H. Benam, o primeiro autor do estudo. “Este tipo de análise poderia dar-nos futuros biomarcadores, alvos específicos para certos medicamentos, e possivelmente uma abordagem mais personalizada da DPOC no futuro”, disse o investigador.

Com este conhecimento, os investigadores acreditam que podem determinar os tipos de células, funções celulares, e genes afectados pelo tabagismo, e como isto varia entre pulmões saudáveis e aqueles afectados pela DPOC.

“O poder desta tecnologia é que nos permite analisar directamente os efeitos de um estímulo, no caso da exposição ao fumo, sobre os pulmões, onde podemos muito bem pensar num estudo pré-clínico”, diz Donald Ingbere, investigador principal do projecto. “É difícil fazer um estudo clínico humano onde se está a comparar pacientes com um historial de tabagismo com aqueles que não fumam. Todos os pacientes têm diferentes histórias, antecedentes e padrões de exposição a estímulos”

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