Pesquisadores da Purdue University reproduziram porções da mama feminina em um minúsculo modelo do tamanho de um slide denominado "mama em um chip", que será usado para testar abordagens baseadas em nanopartículas para a detecção e tratamento do câncer de mama. O modelo imita o sistema de ducto mamário ramificado, onde começa a maioria dos cânceres de mama, e servirá como um "órgão de engenharia" para estudar o uso de nanopartículas para detectar e direcionar células tumorais dentro dos dutos.
Sophie Lelièvre e James Leary lideraram a equipe de investigadores que criou o modelo de peito com chip. Os detalhes de seu trabalho aparecem no jornal Biologia Integrativa .
"Sabemos que a melhor maneira de detectar esse câncer precocemente e tratá-lo com eficácia seria entrar nos dutos mamários para avaliar e tratar as células diretamente, e este é o primeiro passo nessa direção, "disse o Dr. Lelièvre. O objetivo final deste projeto é introduzir nanopartículas magnéticas através de aberturas no mamilo, usam um campo magnético para guiá-los através dos dutos onde se ligariam às células cancerosas, e então inverter o campo magnético para retrair qualquer excesso de nanopartículas. As nanopartículas podem transportar agentes de contraste para melhorar a mamografia, marcadores fluorescentes para orientar os cirurgiões, ou agentes anticâncer para tratar o câncer, Dr. Leary disse.
Os médicos já tentaram acessar os dutos mamários através do mamilo no passado, injetar soluções fluidas para tentar limpar as células que poderiam ser examinadas e usadas para o diagnóstico de câncer. Contudo, esta abordagem só pode atingir o primeiro terço da mama devido à pressão do fluido dos dutos, que se ramificam e se tornam cada vez menores à medida que se aproximam das glândulas que produzem leite, Dr. Leary disse. "A ideia é que as nanopartículas com um núcleo magnético podem flutuar através do fluido que ocorre naturalmente nos dutos e ser puxadas por um ímã em vez de serem empurradas com pressão, "disse ele." Achamos que eles poderiam chegar até a parte de trás dos dutos, onde se acredita que a maioria dos cânceres de mama se originam. Claro, estamos apenas nos estágios iniciais e muitos testes precisam ser feitos. "
Esses testes não poderiam ser feitos usando modelos padrão que cultivam células em uma superfície plana em um prato de plástico, então a equipe criou o modelo de órgão artificial em que células vivas revestem uma réplica tridimensional das menores porções dos dutos mamários. O grupo do Dr. Leary usou técnicas litográficas padrão para construir um molde de canais ramificados de um material semelhante a borracha chamado polidimetilsiloxano. Os canais têm cerca de 5 milímetros de comprimento e vários diâmetros de 20 mícrons a 100 mícrons, aproximadamente o diâmetro de um cabelo humano, que correspondem ao que é encontrado perto do final do sistema de ducto mamário. Então, Dr. Lelièvre, cujo grupo é um dos poucos no mundo capaz de cultivar com sucesso as células complicadas que revestem os dutos mamários, persuadiu as células a crescerem dentro do molde e se comportarem como se estivessem dentro de um seio humano real.
"As células dentro do sistema ductal da mama têm uma organização muito específica que se mostrou difícil de obter em laboratório, "Dr. Lelièvre disse." As células têm lados diferentes, e um lado deve estar voltado para a parede do duto e o outro deve estar voltado para o canal interno. Reproduzir esse comportamento é muito desafiador, e isso nunca havia sido alcançado em uma estrutura artificial antes. "
A equipe revestiu o molde com uma substância à base de proteína chamada laminina 111 como uma base para as células que permite que elas se fixem no molde e se comportem como se estivessem dentro do corpo, Dr. Lelièvre disse. E porque a injeção de células delicadas nos canais acabados do molde causou muitos danos, a equipe criou uma tampa removível para os canais. "O design dos canais em forma de U e da parte superior foi necessário para podermos aplicar as células com sucesso, mas também nos permite fazer alterações de forma rápida e fácil para diferentes testes, "Ela explicou." Podemos facilmente introduzir mudanças entre as células ou inserir algumas células tumorais para testar a capacidade das nanopartículas de reconhecê-las. O design também torna muito fácil avaliar os resultados, pois todo o modelo se ajusta ao microscópio. "
Este trabalho é detalhado em um artigo intitulado, “Mama em um chip:mimetismo do sistema de canalização da mama para o desenvolvimento da teranóstica. Um resumo deste artigo está disponível no site da revista.
