EUA destinam US$ 70 milhões para a criação de órgãos artificiais em chips

O governo americano decidiu conceder 17 dotações para estimular a criação de sistemas que unem minúsculas pastilhas – “chips” – de plástico ou silício a células vivas, com o objetivo de simular a estrutura e o funcionamento de órgãos e tecidos do corpo humano. As dotações serão concedidas por meio do NCATS – sigla em inglês de Centro Nacional para o Avanço das Ciências Translacionais – órgão federal criado em 2011 pelo presidente Barack Obama e estabelecido no início deste ano, com um orçamento de US$ 576 milhões (R$ 1,17 bilhão).

Em março do ano passado, a revista Nature havia noticiado a criação de um “pulmão no chip” por uma equipe da Universidade Harvard. O chip de Harvard continha um par de canais minúsculos separados por uma membrana porosa. Um desses canais trazia ar sobre uma camada de células pulmonares, enquanto que, no outro, havia células de vasos sanguíneos, além de um líquido que simulava sangue.

O conjunto, com o tamanho aproximado de um pen-drive, era capaz, até mesmo, de simular a respiração: pequenas câmaras laterais criavam um vácuo que produzia o equivalente às forças que atuam quanto o tórax humano se expande e contrai.

Os pesquisadores de Harvard chegaram, até mesmo, a recriar os efeitos da poluição, colocando nanopartículas tóxicas sobre a superfície das células pulmonares. A simulação mostrou que mais partículas tóxicas penetravam a membrana e caíam na “corrente sanguínea” quando a respiração simulada ocorria. O chip também recria respostas imunológicas, simulando a condição de um pulmão inflamado.

“Esta nova tecnologia tem por objetivo tornar o desenvolvimento de drogas e os testes toxicológicos mais confiáveis, porque os chips podem dar aos pesquisadores meios de prever, de modo mais preciso, a eficácia de drogas em seres humanos”, diz o material divulgado pelo NCATS para justificar as dotações. O programa deverá investir US$ 70 milhões (cerca de R$ 140 milhões) ao longo de cinco anos.

Cérebro e coração

Das 17 dotações, dez envolvem o desenvolvimento das culturas e estruturas de células que serão usadas nos chips – incluindo estudos com células-tronco – enquanto que outros dez tratarão dos modelos integrados de chips e células. O trabalho de Harvard, por exemplo, tem por objetivo construir uma réplica microscópica do ventrículo do coração, sistema vascular e pulmão num só chip que “representará tanto tecidos humanos saudáveis quanto doentes, adequados para o teste de eficácia e segurança de drogas”.

Já a pesquisa agraciada da Universidade Johns Hopkins se propõe a usar células-tronco de pluripotência induzida – criadas a partir de células humanas adultas, não de embriões – para “humanizar” um modelo 3D miniaturizado do cérebro, a fim de estudar as interações entre genes e ambiente durante o desenvolvimento do órgão e substituir o uso de animais em alguns testes de drogas.

Outros trabalhos buscarão simular tecidos da pele, do fígado, dos intestinos e dos músculos. Também há trabalhos que simularão a progressão do câncer.
Entre os agraciados estão universidades como Columbia, Harvard, Duke, Cornell, Califórnia e Johns Hopkins, MIT e outros centros de pesquisa. Além do NCATS, estão envolvidos no programa o FDA, responsável pela aprovação de tratamentos médicos, e a Darpa, agência de inovação tecnológica do Departamento de Defesa.

O NCATS afirma que todos os dados e métodos usados na criação dos chips serão publicados em periódicos científicos, e estarão disponíveis para toda a comunidade de pesquisa biomédica.

Ciências Translacionais

A criação do NCATS foi causa de controvérsia no Congresso americano. O diretor dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), Francis Collins, foi submetido a uma dura sabatina a respeito de seus planos para o novo centro.

Deputados temiam que a ênfase em ciências translacionais – que visam acelerar a passagem da pesquisa básica para a aplicada em áreas como saúde e ciências sociais – viesse a prejudicar a pesquisa pura. Collins respondeu afirmando que as verbas para pesquisa básica continuariam a representar uma porcentagem fixa, de mais de 50%, do orçamento dos NIH.

Ele acrescentou que o objetivo do novo centro é resolver os “gargalos” que separam a pesquisa fundamental em saúde do lançamento de novas drogas e tratamentos no mercado. Opositores do estabelecimento do NCATS afirmavam que a indústria farmacêutica tem os meios para fazer isso, e é a principal interessada na questão.

Na justificativa para a criação do NCATS publicada em seu site, os NIH dizem que “o processo de tradução das descobertas científicas em novas ferramentas e tratamentos está maduro para inovação”. “O desenvolvimento de novos diagnósticos e terapias é uma empreitada complexa, cara e cheia de riscos”, diz a justificativa. “menos de 1% dos compostos que iniciam os testes chegam ao armário de remédios dos pacientes”.

A missão do novo centro é “catalisar a geração” de tecnologias que facilitarão o desenvolvimento, o teste e a implementação de novas terapias e ferramentas de diagnóstico.