Uma nova tecnologia que simula tumores demonstrou ter um desempenho tão bom quanto o de animais de pesquisa em testes de drogas quimioterápicas, representando uma ferramenta potencial para triagem de drogas antes de tratar um paciente.

Um objetivo de longo prazo é incorporar células cancerosas biopsiadas de pacientes e testar a eficácia de diferentes medicamentos nas células derivadas de pacientes, disse Bumsoo Han, um professor de engenharia mecânica e biomédica da Purdue University.

“Existem muitos tipos diferentes de drogas quimioterápicas, assim, os médicos podem ser capazes de restringir quais são provavelmente mais eficazes do que outros, ", disse ele." A distribuição bem-sucedida de medicamentos e a superação da resistência aos medicamentos são os principais desafios clínicos para o controle e tratamento do câncer. Para resolver este problema, desenvolvemos o tumor-microambiente-no-chip (T-MOC). "

O dispositivo tem cerca de 4,5 centímetros (1,8 polegadas) quadrados e contém canais "microfluídicos" onde as células cancerosas são cultivadas dentro de uma matriz extracelular tridimensional, "um material semelhante a um andaime encontrado entre células em tecido vivo. Os experimentos também incorporam" fluido intersticial, "que é encontrada dentro de tumores e é considerada uma barreira para a liberação de drogas.

Essa ferramenta poderia ser usada para "medicina de precisão, "no qual o tratamento medicamentoso é adaptado para pacientes individuais e certos tipos de câncer. A resistência aos medicamentos e vários subtipos de tumores representam gargalos críticos para a quimioterapia eficaz. As células cancerosas produzem proteínas multirresistentes que bombeiam os medicamentos anticâncer para fora das células, ajudando-os a sobreviver ao tratamento de quimioterapia.

A pesquisa visa desenvolver uma plataforma de triagem de drogas para imitar esses mecanismos de resistência a múltiplas drogas, bem como para validar as descobertas em relação ao padrão ouro atual, pesquisa com pequenos animais, Han disse.

As novas descobertas da pesquisa foram detalhadas em um artigo a ser publicado em novembro no Jornal de Liberação Controlada . O autor principal do artigo é o associado de pesquisa de pós-doutorado de Purdue, Altug Ozcelikkale.

Os pesquisadores usaram a droga comum de quimioterapia doxorrubicina e também testaram a diferença entre a doxorrubicina na forma convencional e uma formulação de entrega de nanopartículas.

O artigo foi coautor de pesquisadores afiliados à Escola de Engenharia Mecânica de Purdue, Departamento de Patobiologia Comparada, Centro de Pesquisa do Câncer, Weldon School of Biomedical Engineering e Birck Nanotechnology Center; Departamento de Farmacologia e Toxicologia da Universidade de Indiana; e o Instituto de Pesquisa Biomédica do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia. Uma lista de co-autores está incluída no resumo.

Os pesquisadores demonstraram anteriormente que o dispositivo T-MOC foi capaz de distinguir diferentes tipos de células cancerosas. Nas novas descobertas, a equipe mostrou que o T-MOC teve um desempenho tão bom quanto ratos de pesquisa no teste de eficácia de drogas anticâncer em dois tipos de células de câncer de mama, chamado MCF-7 e MDA-MB-231. Além disso, o mecanismo molecular da resistência à doxorrubicina foi consistente com o de camundongos, Han disse.

Os resultados também mostraram que o T-MOC é capaz de simular "depuração do plasma, "uma resposta do corpo em que as drogas anticâncer são filtradas pelo fígado e rim, permitindo que apenas uma pequena quantidade alcance o tumor.

Ambas as linhas celulares cultivadas no T-MOC mostraram maior resistência aos medicamentos em comparação com as células cultivadas em uma cultura de placa de Petri plana padrão, combinando os resultados com ratos e sugerindo um resultado mais realista.

"Isso confirma a capacidade preditiva do T-MOC para a resposta ao medicamento in vivo, "Han disse." Esta caracterização inicial do T-MOC indica seu potencial transformador para testar a eficácia de drogas.

Trabalhos futuros irão expandir a pesquisa em diferentes tipos de câncer, incluindo câncer de pâncreas e de próstata.