De acordo com a Universidade de Waterloo, uma equipe internacional de pesquisadores interdisciplinares criou com sucesso um método para modelar melhor cânceres complexos em 3D – combinando técnicas de bioimpressão de ponta com estruturas sintéticas ou chips microfluídicos. Espera-se que o método ajude os pesquisadores de laboratório a compreender com mais precisão os tumores heterogêneos (tumores com mais de um tipo de célula cancerosa, muitas vezes dispersos em padrões imprevisíveis).
Tradicionalmente, os médicos biopsiavam o tumor de um paciente, extraíam células e depois cultivavam-nas em placas de Petri planas em laboratório. “Durante cinquenta anos, foi assim que os biólogos entenderam os tumores”, disse Nafiseh Moghimi, pesquisador de pós-doutorado em matemática aplicada e principal autor do estudo. “Mas há uma década, repetidos fracassos no tratamento em testes em humanos fizeram os cientistas perceberem que um modelo 2D não captura a estrutura real do tumor dentro do corpo.”
A pesquisa da equipe aborda esse problema criando um modelo 3D que não apenas reflete a complexidade de um tumor, mas também simula o ambiente circundante. A pesquisa, realizada no Laboratório de Medicina Matemática sob a supervisão do professor de matemática aplicada Mohammad Kohandel, uniu avanços de diversas disciplinas. “Estamos criando algo que é muito, muito novo no Canadá. Talvez apenas alguns laboratórios estejam fazendo algo próximo a esta pesquisa”, disse Moghimi.
Primeiro, a equipe da Universidade de Waterloo criou “chips microfluídicos” de polímero (pequenas estruturas gravadas com canais que imitam o fluxo sanguíneo e outros fluidos ao redor do tumor de um paciente). Em seguida, a equipe cultivou vários tipos de células cancerígenas e suspendeu essas culturas celulares em sua própria biotinta personalizada (um coquetel de gelatina, alginato e outros nutrientes projetado para manter as culturas celulares vivas). Finalmente, eles usaram uma bioimpressora de extrusão (uma impressora 3D para material orgânico) para colocar os diferentes tipos de células cancerígenas nos chips microfluídicos preparados.
O resultado é um modelo vivo e tridimensional de cancros complexos que os cientistas podem então utilizar para testar diferentes modos de tratamento, tais como vários medicamentos quimioterápicos.
Moghimi e sua equipe estão particularmente interessados em criar modelos complexos de câncer de mama. Depois do câncer de pele, o câncer de mama é o câncer mais comum diagnosticado em mulheres. O câncer de mama é especialmente difícil de tratar porque aparece como tumores complexos contendo vários tipos de células quando metastatiza. Depender das células de uma ou duas biópsias para representar com precisão um tumor inteiro pode levar a planos de tratamento ineficazes e resultados ruins.
Os modelos de tumores impressos em 3D exemplificam como a nova tecnologia permite tratamentos mais rápidos, menos dispendiosos e menos dolorosos para doenças graves, como o cancro da mama em fase avançada.
“Heterogeneidade tumoral controlada em um sistema de cocultura por modelo tumor-on-chip bioimpresso em 3D”, foi publicado na revista Nature. Para saber mais sobre os modelos acesse o site.
