Desenvolvimento de plataforma para teste de drogas e avaliação de segurança farmacológica adotando modelos in vitro baseados em células-tronco pluripotentes induzidas humanas

• Processo: 19/02750-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Douglas Martins Veronez
• Beneficiário: Douglas Martins Veronez
• Empresa: Tovem Biotech Pesquisas e Análises Técnicas Ltda
• CNAE: Fabricação de máquinas e equipamentos para uso industrial específico não especificados anteriormente ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Vinculado ao auxílio: 18/08522-0 - Desenvolvimento de plataforma para teste de drogas e avaliação de segurança farmacológica adotando modelos in vitro baseados em células-tronco pluripotentes induzidas humanas, AP.PIPE
• Assunto(s): Testes laboratoriais Técnicas in vitro Células-tronco pluripotentes induzidas Desenvolvimento de fármacos Cálcio Miócitos cardíacos Cultura de células Fluorescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioengenharia | Cálcio Intracelular | Cardiomiócitos derivados de células tronco pluripotentes induzidas | Estimulador elétrico para cultura de células | Leitor de Microplacas | Medição de Fluorescência | Teste de Drogas

Resumo

A indústria farmacêutica é uma das áreas com maior investimento em pesquisa e desenvolvimento no mundo, sendo estratégica para o desenvolvimento tecnológico de um país. Estima-se que entre 2007 e 2011 o investimento para lançamento de uma nova droga foi de US$ 4,2 bilhões de acordo com relatório publicado em 2017 pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Parte deste custo é justificado pela adequação às normas de regulamentação e pelos gastos decorrentes do desenvolvimento de drogas que são descontinuadas por apresentarem efeitos colaterais. Com o intuito de minimizar estes custos, métodos têm sido criados para identificar o efeito nocivo de compostos em estágios iniciais de desenvolvimento. Um destes efeitos é o potencial pró-arrítmico que atualmente é estudado, segundo diretrizes do Conselho Internacional de Harmonização (ICH), através da avaliação do fluxo do canal de potássio hERG e do prolongamento do intervalo QT em animais e humanos. Apesar destes esforços, eventualmente são obtidos falsos positivos ou falsos negativos gerando desperdício de milhões de dólares. Em 2013 a iniciativa CiPA (The Comprehensive in Vitro Proarrhythmia Assay) foi criada para definir ensaios que permitam melhorar a acurácia na identificação do potencial pró-arrítmico das drogas a partir da avaliação das correntes iônicas, ensaios in silico e avaliação do potencial de membrana e do ciclo do cálcio intracelular em cardiomiócitos derivados de células-tronco. Nos últimos anos vários grupos têm contribuído para o estabelecimento do CiPA porém, seguem existindo desafios a serem superados principalmente em relação a avaliação do cálcio intracelular e estimulação elétrica em baixas frequências. Neste contexto, o objetivo deste projeto é desenvolver uma plataforma para avaliação do potencial pró-arrítmico de drogas através da análise do ciclo do cálcio intracelular. Para tal será utilizado um sistema validado que registra e analisa transientes de cálcio intracelular de culturas de células sob estimulação elétrica utilizando um leitor de fluorescência de alto rendimento. Resultados preliminares em culturas de células tratadas com verapamil sugerem o potencial do sistema para identificar alterações induzidas por drogas. Foram selecionados seis compostos classificados pelo CiPA de acordo com seu potencial pró-arrítmico (alto, intermediário e baixo) cujos efeitos na atividade de cardiomiócitos derivados de células-tronco em cultura serão estudados a partir das variações induzidas nos parâmetros do perfil dos transientes de cálcio. Os resultados obtidos serão comparados com estudos da literatura que avaliaram efeitos adversos dose-dependentes gerados pelas drogas testadas e servirão para validar o sistema como plataforma para avaliação de drogas. Espera-se observar variações mais intensas nos parâmetros dos transientes de células tratadas com drogas de maior potencial pró-arrítmico. O projeto tem impacto nos métodos atuais para avaliação do efeito pró-arrítmico de drogas sendo uma alternativa para estudar o ciclo do cálcio intracelular ao estimular eletricamente culturas de células em baixas frequências. Desta forma, a plataforma desenvolvida poderá contribuir com a indústria farmacêutica reduzindo custos do desenvolvimento de novas drogas ao fornecer um novo método para determinação do seu potencial pró-arrítmico. (AU)