Uma colaboração de dois anos entre os laboratórios Chan e Rocheleau no Instituto de Biomateriais e Engenharia Biomédica (IBBME) levou ao desenvolvimento de uma nova plataforma de triagem microfluídica que pode prever com precisão a maneira como as nanopartículas se comportarão em um corpo vivo.
As nanopartículas estão sendo vistas pelos cientistas como uma ferramenta potencialmente poderosa para tratamentos personalizados de câncer. As minúsculas partículas, variando em tamanho de 10 a 100 nanômetros (algo em tamanho entre uma grande proteína a um pequeno vírus), pode ser implantado para delinear tumores ou para entregar medicamentos de quimioterapia diretamente às células cancerosas com mais potência e menos efeitos colaterais do que os métodos de entrega regulares.
Mas o professor associado Jonathan Rocheleau, corpo docente do Instituto de Biomateriais e Engenharia Biomédica (IBBME), nomeado para os Departamentos de Fisiologia e Medicina, Divisão de Endocrinologia e Metabolismo e um autor correspondente do estudo lançado na Nature Communications na semana passada, explicou que a nova plataforma preenche alguns dos buracos gritantes na pesquisa atual da nanotecnologia.
Muitas vezes, as superfícies dessas minúsculas partículas são tratadas para fazê-las aderir a certas células, um efeito que tende a funcionar muito bem no estudo de partículas em culturas de placas de Petri. "O que mostramos foi que as nanopartículas se encontram com uma massa celular e se aderem fortemente às células externas, eles não são capazes de penetrar no tecido. Faz você pensar em projetar suas nanopartículas de uma maneira diferente, "afirmou Rocheleau.
Além das culturas de placa de Petri, o teste ao vivo foi o único outro método de estudar os movimentos e as interações das nanopartículas com as massas celulares. Mas, como um dos principais autores do artigo, O candidato a doutorado Alex Albanese, explicado, "Se injetássemos nanopartículas em ratos, seria como jogar um avião de papel com os olhos vendados. Vemos onde ele pousa, mas não temos certeza do padrão de voo."
E até agora, não houve meio-termo.
'Meio-termo' é exatamente o que Albanese e co-autor, Dr. Alan Lam, um graduado recente do IBBME, projetou. Os pesquisadores colocaram tecidos esferóides vivos, tecidos que imitam as propriedades de tumores cancerosos, em um minúsculo, câmara de uma polegada de comprimento através da qual uma solução salina fluía constantemente. O líquido que fluía permitiu aos pesquisadores estudar os esferóides em ambientes semelhantes aos encontrados em tumores. Nanopartículas fluorescentes foram então injetadas na câmara, permitindo que a equipe meça quantas nanopartículas penetraram no tecido, onde eles estavam se acumulando, e o efeito da velocidade do líquido nos movimentos das nanopartículas.
Os experimentos previram a maneira como as nanopartículas se comportariam em maiores, modelos vivos, com resultados disponíveis dentro de uma hora em vez de semanas.
"O tumor-em-um-chip nos permite dar uma espiada nos aviões de papel antes de pousarem, "descreveu Albanese.
Embora esta seja apenas a primeira vez que a plataforma de tecnologia microfluídica foi usada para estudar os efeitos das nanopartículas em um tecido tumoral vivo, os pesquisadores ficaram surpresos com o quão simples a tecnologia pode potencialmente tornar o rastreamento e o tratamento do câncer.
"As biópsias podem ser cultivadas nesses tecidos e colocadas no canal. Então, podemos descobrir quais nanopartículas funcionam e colocá-las nos pacientes, "explicou Rocheleau.
Os autores do estudo admitem que ainda há uma grande distância entre este estudo preliminar e estudos futuros que possam aperfeiçoar o desenho das nanopartículas, bem como sua eficácia com diferentes tecidos tumorais, órgãos e todo o corpo.
"Os computadores já percorreram um longo caminho desde a década de 1960. Agora mesmo, ainda estamos na década de 1960 da medicina personalizada, "argumentou Albanese.
Para Rocheleau, no entanto, o estudo aponta para um avanço na forma como os pesquisadores estão lidando com desafios biomédicos complexos.
“O que torna este projeto único é o quão multidisciplinar ele é, "disse ele." Estas são técnicas e ferramentas muito diferentes reunidas para resolver um problema, e este projeto não teria ocorrido sem a experiência de duas pessoas e laboratórios exclusivos, e por quanto tempo eles agüentaram. "
