Cientistas criam "câncer em chip" para testar tratamentos e estudar tumores

Pesquisadores da Universidade de Linköping, na Suécia, em colaboração com o Politecnico di Milano, na Itália, desenvolveram um modelo de laboratório em formato de chip, do tamanho de um selo postal, capaz de reproduzir o microambiente em que tumores crescem no corpo humano. O dispositivo, batizado de "câncer em chip", foi publicado em 27 de outubro na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e promete avançar o estudo do câncer, especialmente o de cabeça e pescoço, e o desenvolvimento de novos tratamentos.

Um tumor não é apenas um aglomerado de células cancerígenas; ele interage com vasos sanguíneos, nervos e a matriz extracelular, uma rede de proteínas e substâncias que dão suporte aos tecidos. Para simular esse complexo ambiente, os cientistas criaram um material com ácido hialurônico, colágeno e lamininas, componentes da matriz extracelular humana. Testes revelaram que a composição desse material influencia o comportamento das células tumorais e sua resposta à quimioterapia.

Observando a disseminação do tumor

Na segunda fase do desenvolvimento, foram adicionadas estruturas que simulam vasos sanguíneos. Os pesquisadores observaram que as células cancerígenas se deslocaram em direção a esses vasos e começaram a invadi-los, um processo crucial para a metástase, ou seja, a disseminação do câncer pelo organismo. Essa capacidade de observar a invasão de vasos é fundamental para entender como o tumor se espalha.

Utilizando os vasos do chip, a equipe administrou cisplatina, um medicamento comum no tratamento de câncer de cabeça e pescoço. A resposta das células tumorais ao fármaco variou de acordo com a composição do material que circundava o tumor no chip, indicando a importância do microambiente na eficácia do tratamento.

O papel dos nervos no crescimento tumoral

A etapa final do experimento envolveu a adição de estruturas nervosas, desenvolvidas a partir de células-tronco. Em poucos dias, os nervos cresceram ao redor das células cancerígenas. Os estudos mostraram que, quando em contato com os nervos, os tumores apresentaram menor tendência a invadir os vasos sanguíneos, mas, paradoxalmente, cresceram mais. Essa descoberta sugere que os nervos também desempenham um papel significativo nas interações que moldam o comportamento do câncer.

"Se quisermos entender por que um tumor cresce, se espalha, causa dor ou resiste ao tratamento, precisamos de modelos que reproduzam as interações entre o câncer e seu entorno", explicou Pierfrancesco Pagella, pesquisador da Universidade de Linköping e líder do estudo.

O que diz a pesquisa

Dois estudos recentes abordam a tecnologia de "órgãos em chip" para a pesquisa oncológica. Uma revisão publicada em 2023 no Journal of Biological Engineering destaca os "cancer-on-chips" como ferramentas promissoras para modelar e investigar o microambiente tumoral e a metástase. O artigo discute o desenvolvimento desses dispositivos para estudar cânceres primários e seus locais de metástase, analisando os prós e contras da tecnologia e os desafios para acelerar a aprovação de novas terapias anticâncer em humanos.

Outro estudo, publicado em 2022 na revista Bioengineering, revisa os modelos "cancer-on-chip" (COC) com foco em sistemas microfisiológicos que abrigam modelos de tecidos multicelulares em 3D. Esses sistemas auxiliam na elucidação da complexa biologia do microambiente tumoral (TME), crescimento e progressão do câncer. O artigo também apresenta exemplos de modelos de tumores microengenheirados integrados a microdispositivos multiorgânicos para estudar a progressão da doença em diferentes tecidos.

O Instituto Nacional de Câncer (Inca) ressalta que o câncer é um problema de saúde pública global e uma das principais causas de morte. A identificação precoce aumenta as chances de recuperação. Sinais como perda de peso inexplicável, mudanças na pele, tosse persistente, alterações em pintas, sangue nas fezes ou urina, dores crônicas, azia recorrente e dificuldade para engolir podem indicar a doença.

Os pesquisadores acreditam que o modelo "câncer em chip" poderá ser adaptado para estudar outros tipos de tumores sólidos e, no futuro, auxiliará no teste de medicamentos e na observação de suas respostas. No entanto, o dispositivo ainda é experimental e requer mais estudos para validar seu desempenho e sua capacidade de replicar o comportamento tumoral em humanos.