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Uma tecnologia desenvolvida no Brasil promete avaliar de forma mais precisa a toxicidade de fármacos, nanomateriais e poluentes e, ao mesmo tempo, ajudar a reduzir a necessidade de testes em animais. A novidade é um dispositivo para cultivar células em três dimensões (3D) criado no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e mantenedora da instituição de ensino superior Ilum Escola de Ciência. Iris Renata Sousa Ribeiro, pesquisadora de pós-doutorado vinculada ao Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) do CNPEM, conta que a ideia surgiu em razão da forma como os testes pré-clínicos são realizados. “Para um medicamento, por exemplo, ir para uma etapa clínica, ou seja, para um teste em paciente, são necessários antes dois testes pré-clínicos. O primeiro é feito com célula 2D, cultura celular convencional cultivada em superfícies planas que é muito diferente do que temos no nosso organismo, onde a organização nos tecidos é tridimensional. O segundo ensaio é com animais e aí, além da questão ética, tem também toda uma questão de variabilidade da espécie”, destaca. Entendendo que existe a necessidade de novos modelos pré-clínicos preditivos de alta precisão, Ribeiro e colegas pensaram em um dispositivo que usa microfluídica, tecnologia que permite controlar o fluxo de nutrientes, oxigênio e substâncias em testes em escala microscópica, mantendo modelos celulares tridimensionais mais próximos da estrutura e do funcionamento dos tecidos humanos. O modelo é produzido em polidimetilsiloxano (PDMS), um tipo de silicone maleável, transparente, biocompatível e de baixo custo, segundo a pesquisadora. “Nele, combinamos microfluídicos com esferoides 3D para que possamos avaliar a toxicidade de novos materiais e fármacos de forma a ter resultados que reproduzem melhor as condições reais e minimizar o uso de animais”, explica. Ela complementa que a plataforma permite a realização de múltiplos experimentos de forma automatizada e apresenta três avanços principais. O primeiro é o desenvolvimento de um protocolo experimental padronizado, reprodutível e de fácil utilização, viabilizando que pesquisadores sem experiência prévia em microfluídica utilizem a tecnologia em ensaios celulares de rotina.
O segundo é o seu design reversível, que possibilita a abertura após os ensaios para recuperação dos modelos celulares tridimensionais para análises complementares - isso proporciona investigar com mais profundidade como fármacos e materiais interagem com as células. O terceiro avanço é a realização de ensaios sob condições de fluxo contínuo, reproduzindo de maneira mais fiel a circulação de nutrientes e moléculas observada no organismo. Desde que o projeto começou, em 2025, já foram realizados diversos testes no CNPEM. Um deles envolveu um medicamento quimioterápico já existente, a doxorrubicina, e foi publicado este ano na revista ACS Measurement Science Au. “O estudo neste caso foi para demonstrar a importância da nossa plataforma”, observa Ribeiro. “Os resultados revelaram citotoxicidade aumentada nas células 3D com fluxo em comparação com as condições estáticas, ressaltando o papel crucial do transporte de massa impulsionado pelo fluxo na geração de perfis de resposta a fármacos mais preditivos.” A equipe trabalha agora para disponibilizar até o início do ano que vem o sistema como infraestrutura aberta a pesquisadores externos de universidades, institutos de pesquisa e empresas. O objetivo é ampliar seu uso em estudos nas áreas de farmacologia, nanotecnologia, ciência dos materiais, biotecnologia e ecotoxicologia.
“Por enquanto, não pensamos em comercializar. O que queremos é que as pessoas e a academia de forma geral venham até nós para utilizar a tecnologia para desenvolver ensaios de toxicidade mais precisos e mais próximos das condições reais encontradas em organismos vivos”, finaliza Ribeiro. Mais Lidas
