De acordo com o Departamento de Segurança Interna dos EUA, a Diretoria de Ciência e Tecnologia (S&T) (DHS), com o Centro de Análise de Segurança Química (CSAC) e o Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa (WFIRM), estão imprimindo em 3D células e tecidos pulmonares humanos em microchips para análise avançada de riscos químicos tóxicos.
Produtos químicos como amônia e cloro podem ser extremamente perigosos, especialmente para trabalhadores portuários e de fábricas. Esses dois produtos químicos continuam entre os mais transportados nos Estados Unidos, tornando a liberação acidental ou o uso deliberado uma grande ameaça. Os socorristas podem enfrentar perigos significativos ao conter incidentes, e a exposição pode representar riscos imediatos ou de longo prazo. A S&T visa proteger o público ao compreender e mitigar esses riscos. A pesquisa Organ-on-a-Chip (OOAC), por meio do projeto Chemical Threat Characterization (CTC) do programa Probabilistic Analysis for National Threats Hazards and Risks (PANTHR), permite o estudo preciso de agentes tóxicos no tecido pulmonar humano.
“Os estudos de Órgão em um Chip que estamos conduzindo com nossos parceiros no Wake Forest Institute são incrivelmente importantes”, disse Theresa Pennington, Gerente de Projetos do CTC. “Com nosso programa OOAC, estamos imprimindo em 3D o equivalente de tecido de órgão pulmonar (OTE) em um microchip e, em seguida, expondo esse OTE aos vapores tóxicos. O motivo dessa abordagem é que o OTE representa com mais precisão como o tecido pulmonar real dentro do corpo humano reage aos agentes químicos gasosos do que qualquer outra coisa que possamos usar.”
“O microchip inteiro tem apenas 1×2 polegadas ou até menor”, disse o Dr. Sean Murphy, colíder do projeto do WFIRM. “Dentro de uma membrana permeável está o novo OTE e, assim como um pulmão real, ele tem pequenos tubos dentro dele por onde o ar viaja. Esses túbulos têm cerca de 60 mícrons de diâmetro, ou aproximadamente a espessura de um fio de cabelo humano. O ar contendo os vapores químicos tóxicos é bombeado através desses tubos para simular como se alguém estivesse inalando os vapores. É quando a toxina interage com as células dentro dos tubos.”
Ao expor OTEs a concentrações específicas de agentes tóxicos, os pesquisadores podem estudar assinaturas de danos únicas. Identificar o agente preciso e o nível de exposição pode ser crucial para fornecer intervenção médica oportuna e proteger comunidades de crises de saúde em larga escala. “Ter essa pesquisa pode ser a única maneira de determinar se alguém foi exposto a esses tóxicos e como seus efeitos de curto e longo prazo podem parecer. E a esperança é que também possa informar as decisões da equipe médica, para que o melhor curso de tratamento para o paciente possa ser iniciado”, disse Pennington.
“Esperamos que esta pesquisa sobre a resposta humana à exposição ajude no futuro design e criação de contramedidas médicas eficazes para mitigar ou mesmo possivelmente reverter os efeitos dessas e de outras toxinas para que possamos salvar vidas”, disse Rabih Jabbour, Cientista Pesquisador Sênior do CSAC. Para saber mais sobre a pesquisa acesse o site.
