Esponjas de seda em vez de testes em animais
Como um sistema de cultura de células 3D pode revolucionar o diagnóstico do cancro
Um consórcio de grupos de investigação austríacos da Universidade de Viena, MedUni Vienna e Technikum Wien, juntamente com a empresa parceira DOC Medikus GmbH, desenvolveu um sistema inovador de testes bioanalíticos para candidatos a medicamentos radiofarmacêuticos para diagnóstico e terapia do cancro. Este sistema não requer quaisquer ensaios em animais e permite análises automatizadas, rápidas e altamente precisas. O novo método foi apresentado em pormenor no Journal of Nuclear Medicine.
O tecido celular reconstruído em 3D é submetido a um exame PET.
Verena Pichler
Os novos medicamentos e métodos de diagnóstico devem ser seguros e, idealmente, estar disponíveis rapidamente - mas a fase de testes pré-clínicos, em particular, atrasa frequentemente o progresso rápido devido ao elevado nível de recursos necessários. O desenvolvimento de substâncias marcadoras radioactivas ("radiotraçadores"), em particular, que visualizam processos fisiológicos e patológicos no corpo e podem ser utilizadas no diagnóstico do cancro, por exemplo, exige testes demorados e dispendiosos que, até à data, se têm baseado frequentemente em experiências com animais. No entanto, estes não só são eticamente controversos, como também fornecem frequentemente resultados que não são muito transferíveis para o corpo humano. Uma equipa de investigação da Universidade de Viena, da Universidade de Ciências Aplicadas Technikum Wien, da MedUni Vienna e da DOC Medikus GmbH desenvolveu uma solução inovadora: um sistema de testes bioanalíticos que utiliza células humanas numa matriz de seda para testar ingredientes activos em condições realistas - de forma mais rápida, mais precisa e sem testes em animais.
Ideias em fluxo
O processo, já patenteado, combina princípios cromatográficos (separação de substâncias com base nas suas interações com uma fase estacionária e uma fase móvel) com uma cultura dinâmica de células em 3D. A peça central é uma fase estacionária feita de esponjas de fibroína de seda biocompatíveis, que actuam como um suporte artificial para imobilizar células humanas numa estrutura tridimensional. Um sistema de bomba especial fornece continuamente nutrientes às células, simulando condições realistas do tecido humano, enquanto os agentes radiofarmacêuticos são aplicados e observados em tempo real através de técnicas de imagiologia (µPET/CT, tomografia por emissão de positrões/tomografia computorizada). Isto permite que a ligação do radiotraçador e os processos bioquímicos celulares sejam analisados em paralelo. A primeira autora, Verena Pichler, do Departamento de Ciências Farmacêuticas da Universidade de Viena, explica: "Com o nosso método, não só estamos a criar uma alternativa aos ensaios em animais, como também podemos tornar muito mais eficiente o desenvolvimento de novas substâncias marcadoras radioactivas. O nosso objetivo é elevar o diagnóstico e a terapia a um novo nível e, ao mesmo tempo, melhorar os padrões éticos".
Relevância para a prática
O novo sistema permite uma avaliação precisa das propriedades de ligação das substâncias marcadoras radioactivas a testar, da sua precisão de alvo e dos possíveis efeitos secundários. A utilização de fibroína de seda oferece vantagens significativas devido à sua estabilidade à radiação e à sua aplicação comprovada na cultura de células. A introdução de fritas (divisórias em forma de peneira) entre as esponjas reduz a migração celular e melhora a reprodutibilidade dos resultados. Factores importantes como a distribuição da dose de radiação e o fornecimento de nutrientes às células podem assim ser controlados com precisão. Foi dada especial atenção à automatização e normalização dos processos, de modo a tornar o processamento das substâncias radioactivas seguro e eficiente. O novo método cumpre as recomendações do princípio 3R ("reduzir, refinar, substituir") e a Iniciativa do Caminho Crítico da FDA. Tem potencial para reduzir significativamente os ensaios em animais, acelerar o desenvolvimento de produtos radiofarmacêuticos e minimizar a exposição do pessoal às radiações. Esta tecnologia inovadora poderá estabelecer novos padrões na radiofarmácia pré-clínica - para um desenvolvimento de medicamentos mais sustentável e eficiente.
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Publicação original
Verena Pichler, Verena Schwingenschlögl-Maisetschläger, Irem Duman, Xavier Monforte, Stefanie Ponti, Lukas Zimmermann, Elma Joldic, Monika Dumanic, Chrysoula Vraka, Marcus Hacker, Christian Kraule, Andreas Herbert Teuschl-Woller; "Bioanalytic Hybrid System Merging 3-Dimensional Cell Culture and Chromatographic Precision for Unprecedented Preclinical Insights in Molecular Imaging"; Journal of Nuclear Medicine, 2025-3-20
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