"Modelo de múltiplos órgãos" - alternativa sem animais para a investigação farmacocinética
A empresa de biotecnologia Dynamic42 e parceiros de investigação apresentam um sistema de três órgãos para reduzir os ensaios em animais
O especialista em órgãos em chip Dynamic42 e a ESQlabs, especialista em soluções digitais para as ciências da vida, desenvolveram com êxito uma plataforma em estreita colaboração com a Divisão de Saúde do Consumidor da Bayer e o laboratório de placenta do Hospital Universitário de Jena, que tem o potencial de reduzir significativamente os ensaios em animais através da utilização da tecnologia de órgãos em chip (OoC) e de software de cálculo interativo. O objetivo do projeto-piloto de um ano era recolher dados clinicamente relevantes que são cruciais para a avaliação de novos candidatos a medicamentos na investigação pré-clínica. Os resultados do projeto foram agora publicados na revista científica "Frontiers in Pharmacology".
Sistema de três órgãos com intestino, fígado e placenta num biochip. A via de distribuição do fármaco nos três órgãos é mostrada a magenta e a aplicação apical do fármaco no modelo intestinal é mostrada a azul.
Dynamic42 GmbH
O projeto investigou se determinados medicamentos podem penetrar a barreira hemato-placentária em mulheres grávidas - um grupo de pessoas que raramente é incluído em ensaios clínicos devido a restrições éticas e práticas. Foi dada especial atenção à investigação de fármacos durante a gravidez, especialmente corticosteróides como a prednisona, uma vez que existem poucos dados sobre a farmacocinética e a segurança nesta área. Os modelos pré-clínicos convencionais, incluindo os estudos em animais, não fornecem informações suficientes sobre a exposição da mãe e do feto aos medicamentos.
O modelo de três órgãos melhora a previsão dos efeitos dos medicamentos
Para colmatar a lacuna existente na investigação pré-clínica de medicamentos, a Dynamic42 desenvolveu ainda mais o potencial da sua plataforma atual, que se baseia na chamada tecnologia "organ-on-chip". Esta plataforma representa os três principais tecidos humanos envolvidos na utilização de medicamentos - fígado, intestino e placenta. Um sistema integrado de bombas assegura a circulação dos meios de cultura celular entre os tecidos, permitindo assim uma simulação realista da distribuição das substâncias. A análise digital associada dos dados gerados na plataforma permite a transferência para condições humanas. Utilizando o fármaco prednisona como substância modelo, o sistema simula a absorção, o metabolismo e a transferência do fármaco através da placenta.
Simulação com tecnologia de gémeos digitais
A utilização da tecnologia de gémeos digitais é uma abordagem promissora para melhorar a segurança e a eficácia dos medicamentos. Com a ajuda de modelos informáticos que descrevem de forma realista os processos biológicos, é possível simular os efeitos agudos e a longo prazo dos medicamentos. A ESQlabs integra dados experimentais da plataforma multi-órgãos em modelos matemáticos para prever com exatidão a distribuição e o metabolismo dos medicamentos em mulheres grávidas. Isto contribui para uma melhor avaliação das relações dose-resposta e da avaliação de riscos.
Alternativa sem animais para a investigação farmacocinética
Embora os ensaios em animais sejam frequentemente obrigatórios na fase pré-clínica do desenvolvimento de novos medicamentos, em alguns casos pode ser difícil transferir os resultados dos animais para os seres humanos. A plataforma desenvolvida representa uma alternativa promissora aos ensaios em animais e dá um contributo importante para a compreensão do comportamento dos medicamentos durante a gravidez. Pode também apoiar a avaliação precoce da segurança dos medicamentos em populações vulneráveis. Estes resultados sublinham o potencial do sistema para simular processos farmacológicos complexos in vitro, permitindo previsões mais exactas da segurança e eficácia dos medicamentos.
"Criámos uma nova e excitante oportunidade de combinar a MPS num contexto multiorgânico com previsões in silico. Com esta plataforma, podemos elevar a avaliação da segurança e da eficácia dos medicamentos a um nível totalmente novo, fornecendo dados valiosos para o desenvolvimento de terapias seguras e eficazes", afirmou Martin Raasch, Diretor Executivo da Dynamic42. "A ESQlabs é especializada em colmatar a lacuna entre os resultados laboratoriais e a modelação computacional através das nossas tecnologias de gémeos digitais para a investigação translacional. Ao integrar simulações in silico com plataformas MPS de múltiplos órgãos, estamos a levar os ensaios pré-clínicos a um novo nível de precisão e fiabilidade. Este projeto-piloto conjunto com a Dynamic42, a Bayer e o Placenta Lab demonstra como podemos reduzir os ensaios em animais e aprofundar a nossa compreensão do comportamento dos medicamentos em sistemas complexos relevantes para os seres humanos", afirma o Dr. Christian Maass, Diretor da Unidade de Negócios do MPSlabs.
"O Placenta Lab está ativo numa vasta gama de tópicos de investigação relacionados com a reprodução humana e a gravidez. Esta colaboração constitui um marco importante para o desenvolvimento de novos mecanismos de estudo da barreira placentária e do seu transporte seletivo bidirecional em seres humanos", afirma a Prof. Dra. Diana Morales Prieto, chefe-adjunta e líder do grupo científico do Laboratório da Placenta.
"Há anos que a Bayer se preocupa em minimizar os ensaios em animais, de acordo com os princípios 3R (Reduzir, Aperfeiçoar e Substituir). Num projeto conjunto com cientistas da ESQlabs, da Dynamic42 e do Placenta Lab, conseguimos desenvolver novas abordagens para minimizar ainda mais os ensaios em animais. Ao mesmo tempo, obtivemos dados mais precisos e fiáveis sobre a segurança e a eficácia dos medicamentos", afirma o Prof. Ramy Ammar, Diretor de Inovação Científica, Front End Innovation, na Divisão de Saúde do Consumidor da Bayer. "Estamos muito satisfeitos por termos dado um passo tão importante no desenvolvimento de métodos de teste alternativos".
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