.
Um desenvolvimento inovador na engenharia biomédica levou à criação de um sistema microfisiológico do estômago humano (hsMPS), representando um salto significativo na compreensão e tratamento de várias doenças gastrointestinais, incluindo o cancro do estômago. A equipe de pesquisa, liderada pelo Professor Tae-Eun Park do Departamento de Engenharia Biomédica da UNIST e pelo Professor Seong-Ho Kong do Hospital Universitário Nacional de Seul, desenvolveu com sucesso um chip biomimético que combina tecnologias organoides e órgãos em um chip para simular os complexos mecanismos de defesa da mucosa gástrica humana.
Os organoides, que imitam órgãos humanos utilizando células-tronco, têm demonstrado grande potencial como modelos in vitro para o estudo de funções específicas. No entanto, eles não têm a capacidade de replicar a estimulação mecânica ou as interações célula a célula encontradas no corpo humano. Esta limitação levou os investigadores a desenvolver um biochip inovador capaz de recriar sistemas de proteção da mucosa gástrica da vida real.
O biochip recentemente desenvolvido incorpora fluxo de fluido dentro de seus canais microfluídicos para simular estímulos mecânicos e facilitar interações célula a célula. As células do substrato mesenquimal expostas ao fluxo de fluidos ativam a proliferação de células-tronco gástricas enquanto promovem o equilíbrio da diferenciação celular. Em última análise, este processo imita as principais características necessárias para o desenvolvimento de barreiras funcionais da mucosa gástrica a um nível biologicamente relevante.
Uma conquista notável demonstrada por este hsMPS é a sua capacidade de descobrir mecanismos de defesa anteriormente inéditos contra o Helicobacter pylori – um patógeno associado a várias doenças estomacais – de maneiras que não eram possíveis com os modelos existentes. O peptídeo da mucosa gástrica conhecido como TFF1 foi observado formando estruturas semelhantes a mosaicos dentro de grupos infectados com Helicobacter pylori – formando uma barreira protetora essencial para estabelecer um sistema de defesa eficiente contra fatores infecciosos externos. A supressão da expressão peptídica da mucosa gástrica resultou em reações inflamatórias mais graves.
“Este estudo apresenta o potencial do nosso modelo para observar interações dinâmicas entre células epiteliais e células do sistema imunológico em chips infectados com Helicobacter pylori, contribuindo para uma compreensão abrangente da estabilidade da barreira da mucosa gástrica”, explicou o professor Park.
Os resultados da pesquisa, apoiados pela bolsa de pesquisa Laboratório de Pesquisa Básica (BRL) da Pesquisa Nacional (NRF), financiada pelo Ministério da Ciência e TIC (MSIT), foram publicados online em 31 de julho em Ciência Avançada.
Esses avanços inovadores no hsMPS abrem novos caminhos para o estudo das interações hospedeiro-micróbio, o desenvolvimento de estratégias terapêuticas para infecções gástricas e a obtenção de uma compreensão mais profunda das doenças gastrointestinais. Esta tecnologia inovadora de biochip tem o potencial de reduzir a dependência da experimentação animal, ao mesmo tempo que fornece informações valiosas sobre processos fisiológicos complexos no estômago humano.
.
