O rim desempenha um papel vital na manutenção da homeostase dentro do corpo, eliminando substâncias tóxicas e supérfluas na corrente sanguínea, incluindo resíduos gerados durante os processos metabólicos, através da urina. No entanto, a toxicidade também pode ser induzida no rim a partir de certos medicamentos. Recentemente, uma equipe de pesquisa da POSTECH projetou um rim artificial que permite a detecção precoce de reações adversas a medicamentos.
A equipe de pesquisa POSTECH liderada pelo professor Dong-Woo Cho e pelo professor Jinah Jang (Departamento de Engenharia Mecânica) fabricou um microvaso glomerular em um chip, que inclui células endoteliais glomerulares, camadas de podócitos e uma membrana basal glomerular (GBM) usando processo de fabricação em uma única etapa. Os resultados da pesquisa foram publicados na conceituada revista Biofabrication.
O néfron é a unidade estrutural e funcional fundamental do rim. Ele engloba uma rede de pequenos vasos sanguíneos chamados glomérulo, torcidos em forma de fio enrolado, contribuindo para formar o corpúsculo renal junto com as cápsulas glomerulares. Também desempenha um papel na remoção de resíduos do sangue. Quando uma quantidade excessiva de drogas é administrada, o néfron costuma ser o primeiro órgão a exibir toxicidade de drogas no corpo.
Diante desse desafio, esforços têm sido direcionados para o desenvolvimento de órgãos artificiais que possam determinar o grau de toxicidade induzida por concentrações e combinações específicas de drogas antes da administração real da mesma. No entanto, deve-se notar que o glomérulo é responsável não apenas pela regulação das células endoteliais, mas também pela liberação seletiva de proteínas. Essa função requer interações de podócitos e proteínas GBM e é executada em escala microscópica, dificultando sua emulação.
A equipe fabricou com sucesso um microvaso glomerular em um chip que recapitula o intrincado arranjo das células endoteliais glomerulares, camadas de podócitos e GBM em uma única etapa. Este chip perfusível permite a co-cultura de endotélio glomerular monocamada e epitélio podocitário, que demonstram marcadores funcionais maduros de células glomerulares. Além disso, as interações adequadas entre essas células levam à produção de proteínas GBM, os principais componentes do GBM in vivo. Além disso, a equipe avaliou a capacidade de permeabilidade seletiva, uma função marcante da barreira de filtração glomerular neste novo modelo glomerular, bem como avaliou a resposta deste modelo à lesão induzida por adriamicina e hiperglicemia.
“Replicamos com sucesso unidades glomerulares do rim, que oferecem potencial ilimitado para triagem de drogas e testes de nefrotoxicidade na prática clínica”, explicou o professor Dong-Woo Cho, que liderou o estudo. Ele acrescentou: “Esse desenvolvimento nos permitirá detectar a toxicidade de drogas precocemente, facilitando a modelagem da doença glomérulo e fornecendo tratamento personalizado para os pacientes”.
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Fonte: https://www.eurekalert.org/news-releases/984632
