Technion cria pulmão artificial para estudar efeitos da poluição

A poluição do ar é uma das principais causas de câncer pulmonar e doenças respiratórias, responsável por uma em cada oito mortes no mundo, de acordo com a OMS.

Porém, pesquisadores em breve poderão desenvolver novos tratamentos para essas doenças com um pulmão humano artificial, em tamanho real, criado no Technion – Israel Institute of Technology, em Haifa, Israel. É a primeira ferramenta de diagnóstico para compreender em tempo real como as partículas minúsculas se movimentam e se comportam na parte mais profunda dos pulmões humanos: o tecido alveolar. A plataforma patenteada poderá fornecer uma compreensão melhor dos riscos à saúde associados à poluição do ar e poderá ser utilizada para a avaliação e o desenvolvimento de fármacos para o sistema respiratório.

Partículas inaladas, conhecidas como aerossóis, são partículas minúsculas que existem naturalmente na atmosfera, mas também podem surgir de áreas de transporte e industriais. Embora sejam de tamanho microscópico – um centésimo do tamanho de um grão de areia – quando inaladas, essas partículas podem interferir na atividade dos órgãos do corpo, incluindo a dos neurônios no cérebro e, em alguns casos extremos, podem levar ao surgimento do câncer pulmonar.

“Esta é a primeira ferramenta de diagnóstico que permite o monitoramento quantitativo da dinâmica desses aerossóis nessas escalas menores,” afirmou o pesquisador principal Professor Josue Sznitman, da Faculdade de Engenharia Biomédica. “Ela nos possibilita observar diretamente as trajetórias das partículas no ar e os padrões de deposição nos alvéolos em tempo real.”

Criando um pulmão artificial

Monitorar o movimento de aerossóis no sistema respiratório e, especialmente, como são depositados no tecido alveolar, tem sido um desafio para os pesquisadores. Isso acontece, em parte, por causa do tamanho minúsculo dessas partículas e porque o movimento delas é afetado pelo fluxo de ar, pela gravidade e outras forças. Outro fator que dificulta o mapeamento do movimento de aerossóis é a estrutura complexa do tecido alveolar, que contém centenas de milhões de bolsas de ar minúsculas interligadas pela textura densa de dutos estreitos. Por essa razão, é impossível estudar o movimento dessas partículas in vivo, e pesquisadores têm confiado em modelos de animais ou simulações computadorizadas.

As paredes do sistema pulmonar artificial fornecem uma simulação realista de um pulmão humano. Elas expandem e contraem, semelhante ao sistema respiratório real, possibilitando a compreensão do comportamento tanto das partículas inaladas “ruins”, como a poluição, quanto das partículas “boas” que são administradas como medicação para os alvéolos. O modelo também poderá reduzir a necessidade de testes em animais nos estudos futuros do sistema respiratório.

De acordo com o designer e construtor do modelo, o Dr. Rami Fishler, também da Faculdade de Engenharia Biomédica Technion, “o modelo consiste em tecnologias semelhantes às utilizadas para fabricar chips de computador e compreende uma rede de dutos de ar minúsculos ramificados de aproximadamente um décimo de milímetro de tamanho, com crateras que simulam os alvéolos.”

Estes modelos não vão apenas acelerar as pesquisas sobre poluição e seus efeitos nos pulmões, mas também podem preparar o caminho para a engenharia dos órgãos artificiais do futuro.

Os resultados do estudo do Technion foram publicados recentemente no Scientific Reports.

Fonte: NoCamels