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Os cientistas desenvolvem o teste novo para examinar a embriotoxicidade de uma droga nas culturas celulares

As medicamentações têm que ser seguras para matriz-à-estão e para seus nascituros. Antes que as autoridades aprovarem uma droga nova, deve ser testada nas experimentações animais em roedores grávidos e, geralmente, em coelhos grávidos. Os cientistas no departamento da ciência e da engenharia das biosistemas em ETH Zurique em Basileia têm desenvolvido agora um teste que permitisse que examine a embriotoxicidade de uma droga nas culturas celulares em vez dos animais.

O teste novo não substitui ainda as experimentações animais que são exigidas legalmente como parte do processo de aprovação da medicamentação. Contudo, como o procedimento novo é simples, rápido, e barato, os pesquisadores poderão usá-lo no futuro para testar um grande número candidatos da droga em uma fase inicial do processo de revelação. As substâncias que são prejudiciais aos embriões serão detectadas assim cedo no processo de revelação da droga e não somente na embriotoxicidade estudam nas experimentações animais. Porque são tão caros, os testes animais não estão conduzidos até que muito mais tarde no processo de revelação da droga com somente os candidatos potenciais com cuidado preselected da droga. Enquanto o teste novo remove ervas daninhas para fora de candidatos mal sucedidos da droga mais cedo, pode ajudar a cortar custos e reduzir o número das experiências animais.

Teste da cultura celular com células estaminais

O procedimento novo é um formulário avançado do teste embrionário da célula estaminal, em que as substâncias são testadas in vitro em corpos assim chamados do embryoid. Estes grupos tridimensionais de pilhas são formados das células estaminais embrionárias - neste caso, de um rato - e submetem-se às primeiras fases de revelação embrionária durante dez dias. Nenhum embrião viável pode ser produzido destas pilhas.

Conduzido pelo professor Andreas Hierlemann de ETH, o grupo de investigação tem expandido agora este teste embrionário da célula estaminal para incluir o tecido humano do fígado. “Há um anfitrião inteiro das substâncias que não são tóxicas em sua forma original, mas pode ser transformado em substâncias adversas pelo metabolismo humano - especialmente pelo fígado,” explica vaias de Julia, um estudante doutoral no grupo de Hierlemann e o autor principal do estudo, que foi publicado na ciência avançada jornal. Em contraste com o teste embrionário convencional da célula estaminal, o teste recentemente desenvolvido pode detectar substâncias desta natureza.

Corpo em uma microplaqueta

Do começo ao fim, o teste novo ocorre em sua totalidade em uma única microplaqueta da cultura celular, que seja equipada com os vários compartimentos. Os compartimentos contêm as esferas do microtissue, formadas das pilhas de fígado humanas pelo derivado InSphero de ETH, e os corpos do embryoid, crescidos das células estaminais do rato. Os microtissues do fígado e os corpos do embryoid têm um diâmetro aproximadamente da metade um do milímetro e são colocados nos compartimentos diferentes, que são conectados através dos microcanal para garantir uma troca líquida constante entre os grupos diferentes de pilhas.

Nós somos os primeiros para combinar directamente o fígado e as células embrionárias em uma corpo-em-um-microplaqueta aproximam-se.”

Vaias de Julia, estudante doutoral no grupo de Hierlemann e autor principal do estudo

Apenas porque o sistema circulatório de uma mulher gravida liga os processos metabólicos em seu fígado com os aqueles em seu embrião se tornando, este sistema conectado assegura a interacção constante entre as pilhas de fígado e as células embrionárias.

Os metabolitos criados pelas pilhas de fígado - incluindo metabolitos que são estáveis por apenas algumas actas - podem assim actuar directamente nas células embrionárias.”

Vaias de Julia

Explica aquela que combina os dois presentes em únicos de uma microplaqueta uma melhoria sobre a outra existência in vitro os testes, que investigam o metabolization das substâncias no fígado separada dos efeitos que estes metabolitos têm em células embrionárias.

As vaias vão sobre descrever uma outra vantagem do teste novo: “Em contraste com testes em ratos grávidos de vida, em nosso teste, as substâncias são metabolizadas por pilhas de fígado humanas - ou seja apenas porque estariam no corpo humano quando a medicamentação é administrada.” Indica que esta é relevante, porque os seres humanos e os ratos têm metabolismos diferentes.

Revelação mais adicional para o teste da alto-produção

Os pesquisadores demonstraram a eficácia do teste novo com a ajuda do cyclophosphamide. Esta droga quimioterapêutica não tem virtualmente nenhum efeito em seu formulário básico, mas o fígado transforma-o em uma substância que seja tóxica às pilhas. Dois testes foram executados com cyclophosphamide: um incluiu o fígado/o teste recentemente desenvolvidos corpo do embryoid, e os outros corpos involvidos do embryoid apenas sem microtissues do fígado. O que estes testes revelados eram que abaixe quatro vezes mais concentração de cyclophosphamide eram bastante para ter um efeito adverso na revelação dos corpos do embryoid quando o tecido do fígado estou presente no mesmo ambiente.

Agora, os cientistas precisam de refinar mais o teste antes que possa ser aplicado na revelação da droga. Estão pagando a atenção particular aos materiais que são usados no teste além do que como bom os procedimentos podem ser automatizados. A automatização seria necessária se a indústria farmacêutica ou outros pesquisadores eram poder distribuir em grande escala o teste para a selecção da alto-produção de candidatos da droga. Além, os cientistas desejam desenvolver um teste que os usos reprogrammed as células estaminais humanas (conhecidas como pilhas do iPS) em vez das células estaminais do rato. Então teriam in vitro um teste baseado inteiramente no tecido humano.

Source:
ETH Zurique

Referência do jornal:

Hierlemann, plataforma do A. e outros (2019) Microfluidic Multitissue para embriotoxicidade avançada que testa in vitro. Ciência avançada. doi.org/10.1002/advs.201900294