Transístor
bioeletrônico é integrado em órgãos artificiais vivos
Redação do Site Inovação Tecnológica -
30/10/2018
O tubistor integra o suporte para crescimento do órgão artificial na
mesma estrutura bioeletrônica que monitora as células. [Imagem: Roisin
Owens]
Transístor orgânico bioeletrônico
Um transístor eletroquímico tridimensional, montado
juntamente com células vivas, permite monitorar essas células continuamente, em
tempo real, com vistas a desenvolver novos tratamentos para doenças e reduzir o
número de animais usados nas pesquisas científicas.
O dispositivo bioeletrônico
orgânico, que incorpora as células dentro de um transístor feito de um material
esponjoso, inspirado pela estrutura nativa dos tecidos vivos, permite estudar
as células e os tecidos de maneiras inovadoras porque permite que as células
cresçam em três dimensões, imitando com mais precisão a maneira como as células
crescem no corpo.
Ele pode ser modificado para
gerar vários tipos de organoides, mais conhecidos como "órgão em um
chip", usados para simular como fármacos e tratamentos afetam o corpo
humano. Esses órgãos em um chip são feitos com culturas de células humanas, o
que é muito superior aos testes em animais. E, ao contrário das famosas placas
de Petri, os pratinhos que vidro que os cientistas usam em culturas celulares,
eles são 3D, representando com mais precisão os ambientes tridimensionais
nativos das células humanas.
Embora essas culturas 3D venham
sendo geradas há vários anos, a tecnologia para avaliar com precisão sua
funcionalidade em tempo real ainda não foi bem desenvolvida.
É aí que entra o
"tubistor" - um transistor em um tubo - criado na Universidade de
Cambridge por Charalampos Pitsalidis e uma equipe da Arábia Saudita, França,
Grécia e Reino Unido.
Tubistor
O tubistor é baseado em uma
esponja polimérica eletricamente condutora, configurada para funcionar como um transístor eletroquímico.
As células são cultivadas dentro da esponja, que também serve como suporte, e
todo o dispositivo é então colocado dentro de um tubo de ensaio, através do
qual é possível fornecer os nutrientes necessários para as células
sobreviverem.
O transístor orgânico
bioeletrônico utiliza um filme semicondutor que fica em contato com o meio
biológico, que funciona como eletrólito. Seu potencial elétrico é modulado por
um eletrodo também orgânico, acionado por uma tensão muito baixa (de 0,2 a 0,6
volt). A operação do transístor depende da penetração de íons do eletrólito no
eletrodo, o que por sua vez altera a condutividade do canal, gerando o sinal de
saída.
Estrutura
do transístor bioeletrônico. [Imagem: C. Pitsalidis et al. - 10.1126/sciadv.aat4253]
Órgão em um chip
O uso do eletrodo de esponja
macia, em vez dos eletrodos rígidos de metal dos transistores tradicionais,
cria um ambiente mais natural para as células e é fundamental para o sucesso da
tecnologia de órgãos em chip, permitindo medir intrinsecamente a resposta de um
organoide a diferentes estímulos.
Os órgãos em um chip criados até
agora precisam ser completamente desmontados para o monitoramento da função das
células. Como o tubistor permite um monitoramento contínuo em tempo real é possível
realizar experimentos de longo prazo sobre os efeitos de várias doenças e
potenciais tratamentos.
"Com este sistema, podemos
monitorar o crescimento do tecido e sua saúde em resposta a drogas ou toxinas
externas. Além dos testes de toxicologia, também podemos induzir uma doença em
particular no tecido e estudar os principais mecanismos envolvidos nessa
doença, ou descobrir os tratamentos certos," disse Pitsalidis.
Bibliografia:
Transistor in a tube: A route to three-dimensional bioelectronics
C. Pitsalidis, M. P. Ferro, D. Iandolo, L. Tzounis, S. Inal, R. M. Owens
Science Advances
Vol.: 4, no. 10, eaat4253
DOI: 10.1126/sciadv.aat4253
Transistor in a tube: A route to three-dimensional bioelectronics
C. Pitsalidis, M. P. Ferro, D. Iandolo, L. Tzounis, S. Inal, R. M. Owens
Science Advances
Vol.: 4, no. 10, eaat4253
DOI: 10.1126/sciadv.aat4253
