Dispositivo da Unicamp permite testar fármacos usados em tratamentos contra o câncer

Um dos principais desafios enfrentados pelos médicos em tratamentos contra o câncer é identificar os fármacos, as suas concentrações e as suas combinações mais eficazes para eliminar as células cancerígenas do organismo de um paciente. De um modo geral, os médicos seguem um protocolo de escolhas dos quimioterápicos a partir dos resultados das biópsias, receitando, em cada caso, os medicamentos que vão combater as células dos tumores malignos.

Contudo, são comuns os casos de pacientes cujas células oferecem resistência à ação dos quimioterápicos. E essa barreira natural, difícil de ser identificada nas análises das células, torna ineficazes muitos dos tratamentos. Por isso, em geral os testes de eficiência são realizados submetendo os pacientes aos quimioterápicos escolhidos, ação que pode se prolongar durante três ou quatro meses. Caso os testes sejam ineficazes, novas experiências com outros fármacos são realizadas nos meses seguintes. Esse protocolo é repetido até ser encontrado o medicamento mais eficaz. Infelizmente, nem sempre há tempo para alcançar a cura desejada.

Por essas razões, a existência de métodos mais rápidos e precisos para identificar quimioterápicos que eliminem, com eficiência, células cancerígenas é um desejo comum da comunidade médica. Foi com esse objetivo que uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), que reuniu especialistas do Instituto de Biologia (IB) e da Faculdade de Engenharia Química (FEQ), desenvolveu um dispositivo para criar uma estratégia de triagem de fármacos e descobrir, de antemão, se um ou mais quimioterápicos terão ação eficaz ou não na eliminação de células cancerígenas.

Um benefício que este dispositivo proporciona é o de acelerar o processo de escolha dos fármacos e ainda apontar as combinações mais eficientes e que possibilitam menores dosagens, oferecendo mais opções aos médicos para indicar os tratamentos com maior chance de sucesso na eliminação de tumores malignos. Essa triagem prévia dos fármacos permite identificar com mais agilidade se haverá ou não resistência das células cancerígenas à ação dos quimioterápicos.

Dispositivo foi desenvolvido com o uso de microtecnologia

Para desenvolver o dispositivo, cuja pesquisa contou com a assessoria da Agência de Inovação da Unicamp (Inova Unicamp) para a proteção de sua propriedade intelectual, os pesquisadores usaram a microfluídica, tecnologia que explora o escoamento em pequenos canais e câmaras e que permite aplicações em áreas como nanotecnologia, biologia celular, entre outras.

Para aplicações na área biológica, tais dispositivos, denominados microchips, são normalmente confeccionados com materiais compatíveis com as células, como polímeros ou silicone, e possuem canais e microrreservatórios interligados onde são alojadas células vivas. Modelos de microchips mais complexos também estão sendo desenvolvidos para replicar as funções dos órgãos humanos em um dispositivo em escala miniaturizada, do tamanho de uma lâmina para microscópio. O objetivo dessa técnica é dispor de modelos em miniatura dos órgãos humanos ou de sistemas de órgãos. Por isso, esses microchips são denominados Organ-on-a-Chip ou sistemas microfisiológicos.

“Eles permitem reproduzir modelos das doenças e podem ser utilizados para compreender ações de doenças, identificar fármacos, dentre inúmeras outras aplicações”, explica a professora da FEQ, Lucimara Gaziola de La Torre, que participou do desenvolvimento do dispositivo. Segundo ela, “os microchips ainda estão em evolução, mas essa tecnologia é, hoje em dia, o que mais se aproxima da realidade humana para simular estudos e facilitar pesquisas de novos medicamentos. Os resultados dessas simulações estão sendo projetados e investigados para que sejam confiáveis, a ponto de dispensarem no futuro os testes de fármacos em animais, acelerando os resultados dos ensaios pré-clínicos, alcançando resultados seguros em menos tempo e com mais precisão”, acrescenta a pesquisadora.

Como é feita a triagem dos fármacos com o chip

La Torre explica que, para as estratégias de triagem dos fármacos, as células cancerígenas podem ser introduzidas nas diferentes microcâmaras presentes no microchip. Em seguida, são injetados nos microchips o meio de cultivo e o quimioterápico. O microchip foi projetado para ser um sistema de alta performance, gerando grande quantidade de resultados em um único experimento, já com as triplicatas. Segundo a pesquisadora, essa é a grande vantagem do emprego de microfluídica em técnicas convencionais de análise, como ela detalha:

“O microdispositivo permite testar concentrações diferentes de fármacos em cada uma dessas microcâmaras, esses ‘pocinhos’, que compõem o microchip. Em seguida, com a aplicação de um gradiente difusivo de concentração, analisamos quais células cancerígenas foram mais sensíveis à ação do fármaco, e em quais concentrações. Dessa forma, conseguimos descobrir não apenas se um quimioterápico é capaz de eliminar uma célula coletada da biópsia, mas também identificamos a concentração mais eficiente”, explica La Torre.

Além dessa possibilidade, a pesquisadora conta que a equipe também já fez testes simultâneos com mais de um fármaco para avaliar a eficácia de sua ação combinada. “Nessas simulações, é preciso verificar se eles terão efeitos sinérgicos ou antagônicos e quais são as concentrações adequadas. Nesses testes cruzados, podemos identificar quais concentrações devem ser evitadas, para um não anular a ação do outro, e quais são as melhores para potencializar o efeito sinérgico dos quimioterápicos, além de outros parâmetros importantes para a área farmacêutica, aumentando assim a chance de sucesso do tratamento”, explica La Torre.

Selagem reversível é um diferencial da tecnologia da Unicamp

Uma característica do dispositivo desenvolvido pelos pesquisadores é a sua selagem reversível, ou seja, o microchip pode ser aberto posteriormente para a análise dos materiais. O mais comum nas pesquisas é que os microchips sejam lacrados, impossibilitando o acesso ao material de pesquisa após os testes.

Segundo La Torre, o uso de um microchip não selado atende a um desejo comum dos biólogos, a quem interessa analisar as células após serem submetidas aos tratamentos com os fármacos. “Por isso optamos por desenvolver um dispositivo que permitisse reverter a selagem após os testes, o que pode proporcionar informações valiosas aos pesquisadores”, conclui a pesquisadora.