A equipe de pesquisa biomédica do Akay Lab da Universidade de Houston está relatando uma melhoria em um chip microfluídico de câncer cerebral desenvolvido anteriormente em seu laboratório. O novo chip permite a administração simultânea de vários medicamentos, e um teste paralelo maciço de resposta ao medicamento para pacientes com glioblastoma (GBM), o tumor cerebral maligno mais comum, representando 50% de todos os casos. Os pacientes com GBM têm uma taxa de sobrevivência de cinco anos de apenas 5,6%.

"O novo chip gera esferóides tumorais, ou clusters, e fornece avaliações em grande escala sobre a resposta dessas células tumorais GBM a várias concentrações e combinações de drogas. Esta plataforma pode otimizar o uso de amostras de tumor raro derivadas de pacientes com GBM para fornecer informações valiosas sobre o crescimento do tumor e as respostas às terapias medicamentosas, "relata Metin Akay, John S. Dunn é professor titular de Engenharia Biomédica e chefe de departamento. O artigo é publicado na edição inaugural da Engenharia IEEE em Medicina e Biologia Jornal Aberto da Sociedade de Engenharia em Medicina e Biologia.

A capacidade de avaliar rapidamente a eficácia de um medicamento contra o câncer seria uma melhoria notável em relação aos protocolos típicos de câncer em que os medicamentos de quimioterapia são administrados, então testado por vários meses, e um paciente muda para outro medicamento se o primeiro for ineficaz. O novo dispositivo pode determinar a combinação ideal de medicamentos em apenas duas semanas. “Quando podemos dizer ao médico que o paciente precisa de uma combinação de medicamentos e a proporção exata de cada um, isso é medicina de precisão. "

A equipe de Akay faz uma biópsia de tumor, cultiva-o e coloca-o no chip. Em seguida, eles adicionam drogas de quimioterapia às microválvulas do chip para determinar a melhor combinação de drogas, e a proporção específica, que mata a maioria das células tumorais.

A equipe realizou cultura de esferóides tumorais em 3-D, ou clusters, de linhas de células GBM, bem como células GBM derivadas de pacientes em vitro e investigaram o efeito da combinação de Temozolomida e um inibidor do fator nuclear-κB no crescimento do tumor.

"Nosso estudo revelou que essas drogas têm efeitos sinérgicos na inibição da formação de esferóides quando usadas em combinação, e sugere que este chip de câncer cerebral permite em larga escala, triagem de drogas baratas e eficazes em amostras para tumores de câncer 3-D em vitro . Avançar, esta plataforma pode ser aplicada a estudos relacionados de triagem de drogas de engenharia de tecidos, "disse a professora assistente Yasmine Akay. Ela se juntou à equipe do professor assistente de pesquisa Naze Gul Avci e do pós-doutorado Hui Xia. As amostras de tecido foram fornecidas pelo colaborador do projeto Jay-Jiguang Zhu, MD, diretor, Neuro Oncologia, Escola de Medicina McGovern da UT Health.

Para minimizar qualquer perda de amostra em vitro , a equipe melhorou seu sistema de chip de câncer cerebral, adicionando uma camada adicional de distribuição de fluxo laminar, o que reduz a perda de amostra durante a semeadura de células e evita que os esferóides escapem. Isso permite que os esferóides se formem uniformemente em todo o chip para testes de drogas consistentes entre cada esferóide.