Descubra como esse modelo está transformando a Pesquisa e a Indústria

O cultivo de células em modelos tridimensionais (3D) está ganhando destaque em diversas áreas de pesquisa e indústria. Essa abordagem permite mimetizar a estrutura dos tecidos e proporcionar um microambiente mais semelhante ao in vivo, essencial para estudar o comportamento normal dos tecidos, mecanismos de doenças e gerar resultados mais preditivos. Isso tem sido especialmente importante em testes in vitro, principalmente na toxicologia, onde questões éticas sobre o uso de animais em testes de cosméticos impulsionaram o desenvolvimento de modelos alternativos.

Na oncologia, os modelos 3D já são usados há mais tempo. Modelos simples, como os esferoides, conseguem simular o microambiente tumoral, apresentando características chave como a heterogeneidade celular e interações célula-célula e célula-matriz. Estas são fundamentais para a progressão do tumor e resistência a drogas, tornando os modelos 3D essenciais nos ensaios de triagem de novas drogas antitumorais e em triagens de alto rendimento (high-throughput screening). Além disso, os modelos de organoides derivados de pacientes, que são modelos obtidos a partir das células extraídas da biópsia do paciente, estão sendo implementados para o estabelecimento de uma medicina personalizada. Nesse caso, os organoides são utilizados para a triagem da escolha da medicação de tratamento do paciente, levando em consideração as características intrínsecas de cada indivíduo.

Mas você sabia que os modelos 3D também estão ganhando espaço na produção de produtos biotecnológicos e na medicina regenerativa?

A interação que o modelo de cultivo 3D possibilita entre as células e entre as células com a Matriz Extracelular (MEC) permite que as células façam interações complexas com as células adjacentes, recebendo e transmitindo sinais. Uma das formas das células se comunicarem é através de vesículas extracelulares (VEs). Estudos mostram que VEs derivadas de cultura 3D possuem maior potencial terapêutico e eficiência de secreção do que as derivadas de cultura 2D. Os exossomos são um subconjunto de VE de tamanho nanométrico, capazes de transportar substâncias bioativas, como lipídios, proteínas e ácidos nucleicos. Estes são considerados excelentes veículos para drug-delivery. Comparados à terapia com células-tronco, os exossomos oferecem uma alternativa segura, evitando problemas como a formação de êmbolos e imunogenicidade.

Pesquisas mostram que exossomos de culturas 3D, especialmente em células de câncer gástrico, apresentam maior concentração de miRNA e rendem mais exossomos com melhor eficiência de coleta. Um estudo de Yu et al. (2022) em um modelo de rato com lesão cerebral traumática demonstrou que exossomos de culturas 3D aumentaram a osteogênese e estimularam melhor a migração e proliferação celular, além de inibir a apoptose. Isso faz com que a produção padronizada e em larga escala de exossomos seja um dos usos mais fascinantes das culturas 3D.

Como podemos ver, a cultura de células 3D aprimora diversas áreas da biotecnologia, ganhando cada vez mais espaço em pesquisa, desenvolvimento e inovação. No Banco de Células do Rio de Janeiro, estamos comprometidos com a inovação e a formação de recursos humanos na área de cultura de células. Por isso, há um ano lançamos o Curso de Cultura de Células 3D, capacitando mais de 70 profissionais em apenas 4 edições.

Não perca a oportunidade de se qualificar e inovar conosco! Siga nosso perfil para mais atualizações e esteja por dentro das próximas edições do curso. Junte-se a nós e seja parte ativa na revolução da biotecnologia.

Referências

Rawat S, Sharma Y, Majood M, Mohanty S. 3D Culturing of Stem Cells: An Emerging Technique for Advancing Fundamental Research in Regenerative Medicine. Possibilities and Limitations in Current Translational Stem Cell Research. IntechOpen; 2023. Disponível em: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.109671

C. Millan, L. Prause, Q. Vallmajo-Martin, N. Hensky, D. Eberli, Extracellular Vesicles from 3D Engineered Microtissues Harbor Disease-Related Cargo Absent in EVs from 2D Cultures. Adv. Healthcare Mater. 2022, 11, 2002067. https://doi.org/10.1002/adhm.202002067

Yu W, Li S, Guan X, Zhang N, Xie X, Zhang K, Bai Y. Higher yield and enhanced therapeutic effects of exosomes derived from MSCs in hydrogel-assisted 3D culture system for bone regeneration. Biomater Adv. 2022 Feb; 133:112646. doi: 10.1016/j.msec.2022.112646. Epub 2022 Jan 7. PMID: 35067433.

Estamos entusiasmados em compartilhar uma novidade importante para a segurança e qualidade dos seus produtos. Nosso laboratório, reconhecido pelas Boas Práticas de Laboratório (BPL) e certificado pela norma ISO/IEC 17025, agora oferece o Teste de Ames (Teste de Mutação Bacteriana Reversa) de acordo com a OCDE 471, um serviço essencial para a avaliação da mutagenicidade. 

Também realizamos outros estudos não – clínicos de segurança que permitem avaliar a citotoxicidade, toxicidade e corrosão ocular e dérmica.

Por que realizar o Teste de Ames?

Nosso diferencial

O BCRJ apresenta mais de 40 anos de história, contribuindo para a Ciência Brasileira no fornecimento de linhagens celulares com qualidade. É a única coleção de células humanas e animais que atua como prestadora de serviços no Brasil e é a maior da América do Sul. Com um acervo de mais de 400 tipos de células, é composto por uma equipe altamente qualificada na área das Ciências da vida, Biotecnologia, Metrologia e com expertise em cultivo celular.

O diretor do BCRJ, Antonio Monteiro, esteve presente representando o BCRJ no Congreso Internacional de Biobancos como Herramienta Fundamental en la Investigación Biomédica en Cáncer, realizado nos dias 26 e 27 de junho de 2024, em Lima, Peru.

Este evento crucial destacou os biobancos como ferramentas fundamentais na pesquisa biomédica contra o câncer, proporcionando insights valiosos sobre os avanços recentes no campo. Não perca a oportunidade de acompanhar eventos como este, que impulsionam a pesquisa e o progresso na luta contra o câncer nas redes do BCRJ.

No dia 25 de junho de 2024, nosso Diretor, Prof. Antonio Monteiro, realizou uma visita técnica à CRIOCORD, o primeiro banco familiar para criopreservação de células-tronco do cordão umbilical no Peru. Durante a visita, ele teve a oportunidade de conhecer de perto as instalações e as práticas inovadoras implementadas pela CRIOCORD PERÚ, fortalecendo os laços entre nossas instituições e promovendo o intercâmbio de conhecimentos e experiências.

Gostaríamos de expressar nossa profunda gratidão pela recepção calorosa da Dra. Renee Herrera Taquia, Jefe de Biotecnologia y Asistente de Plástica y Quemados del Instituto de Salud del Niño de Breña, do Sr. John Pando Mayta, Jefe de Laboratório de CRIOCORD, e do Biólogo Efrain Rojas Mendoza. Agradecemos a hospitalidade e recepção calorosa.

No dia 26 de junho de 2024, o Prof. Antonio Monteiro realizou outra visita técnica de grande importância ao setor de transplante de medula do Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN) em Lima, Peru. Esta visita permitiu um valioso intercâmbio de informações sobre as práticas e tecnologias utilizadas no INEN. A equipe está de parabéns pelo trabalho incrível realizado na instituição.

Essas visitas técnicas são essenciais para promover a colaboração internacional e o avanço científico. Estamos honrados por essas oportunidades de aprender com outros especialistas e compartilhar nossas próprias experiências e conhecimentos. Agradecemos novamente a todos os profissionais que nos receberam em Lima e esperamos continuar estreitando nossos laços para o benefício da ciência e da saúde pública.

No dia 18 de junho de 2024, tivemos a honra de receber a visita técnica do Presidente do CRBio-02, Gustavo Pessôa, e do Assessor da Presidência, Vinícius Norões, nas instalações do BCRJ. Durante a visita, eles puderam conhecer de perto nossas instalações e projetos.

Exploramos juntos o acervo de mais de 400 tipos de linhagens celulares, nosso Biobanco de células primárias que representa a diversidade da população brasileira, e os laboratórios especializados em toxicologia in vitro. Isso inclui o laboratório de testes com cultura de células, onde conduzimos estudos de citotoxicidade, estudos com cultura de células 2D e 3D para avaliação da irritação ocular e corrosão dérmica, além do laboratório de microbiologia, onde realizamos o teste de Ames para avaliação da mutagenicidade de diferentes categorias de produtos, como cosméticos e produtos químicos.

Além disso, apresentamos nosso setor de pesquisa e desenvolvimento, onde estamos focados em inovações utilizando cultura de células como ferramenta biotecnológica.

Ficamos muito satisfeitos em receber a alta direção do CRBio-02 no BCRJ e esperamos continuar fortalecendo nosso compromisso com a excelência científica e colaboração no campo da biotecnologia.

Em nosso compromisso de promover a ciência utilizando cultura de células como uma ferramenta potencial em diversas áreas, especialmente nas novas abordagens metodológicas em toxicologia, ficamos felizes em participar como patrocinadores do XXIII Congresso Brasileiro de Toxicologia (#CBTOX2024). Este evento é essencial para promover avanços significativos na área, destacando a importância de abordagens inovadoras e éticas na ciência, especialmente na busca por métodos preditivos para avaliação da segurança e eficácia de produtos sem o uso de modelos animais.

Participar de eventos como este é fundamental, pois nos permite disseminar conhecimentos sobre boas práticas de cultura de células e testes in vitro, que vêm se destacando na aplicação de novas abordagens metodológicas que substituem modelos animais. Além disso, proporciona encontros valiosos, como o que tivemos com os integrantes do BraCVAM, uma equipe incrível dedicada ao avanço dos métodos alternativos no Brasil.

Também tivemos o prazer de encontrar vários pesquisadores com vasto conhecimento na área, entre eles, a Dra. Emanuele Alves, cuja presença nos alegrou muito. Ela estagiou conosco em 1999 e hoje é Professora Assistente do Departamento de Ciência Forense da VCU, nos Estados Unidos, atuando como pesquisadora principal do Laboratório de Pesquisa em Toxicologia Experimental (ETRL). Antes da VCU, a Dra. Alves trabalhou na Fundação Oswaldo Cruz no Brasil, onde esteve envolvida em projetos dedicados ao desenvolvimento de vacinas e certificações de bancos de células, além de projetos forenses em parceria com a Polícia do Estado do Rio de Janeiro.

Com certeza, uma das grandes vantagens dos congressos é a oportunidade de reencontrar grandes profissionais e pessoas queridas.

Nossa participação como patrocinadores neste evento é uma demonstração do nosso compromisso com a inovação e a responsabilidade científica. Juntos, estamos moldando o futuro da toxicologia.

Estamos honrados em fazer parte desses momentos.

Nos dias 11 e 12 de abril, estivemos presentes no 1º Simpósio sobre Biobanco, Biorrepositório e Inovação (SBBI), realizado na Capela Ecumênica da UERJ Maracanã. Nosso Diretor, Prof. Antonio Martins Monteiro, proferiu uma palestra inspiradora sobre a trajetória e atuação do Banco de Células do Rio de Janeiro, compartilhando insights valiosos com os participantes.

O evento reuniu renomados especialistas de diversas instituições, promovendo debates sobre gestão, ética, inovação e aplicações em biobancos. Foi uma oportunidade enriquecedora para a troca de conhecimentos e networking no campo da pesquisa biológica e médica. 

Estamos honrados por ter participado deste evento significativo e por contribuir para o avanço das discussões e práticas na área de biobancos e biorrepositórios.

Avanços Promissores na Terapia de Tumores Sólidos

Nos últimos anos, testemunhamos avanços notáveis na terapia de tumores, impulsionados principalmente pelos desenvolvimentos na área das células CAR-T. Essa modalidade terapêutica tem sido especialmente notável para o tratamento de certos tipos de câncer sanguíneo, mas também tem grande potencial para tumores sólidos, oferecendo uma abordagem precisa e eficaz que visa as células cancerígenas diretamente, deixando as células saudáveis intactas. No entanto, apesar de seu potencial revolucionário, a jornada rumo à eficácia total não é isenta de desafios, principalmente tratando-se de tumores sólidos.

Uma das principais limitações enfrentadas pelos cientistas é a capacidade de garantir que as células CAR-T ataquem seletivamente as células cancerígenas, minimizando os danos às células saudáveis. Além disso, a toxicidade sistêmica e a resistência tumoral representam obstáculos significativos que precisam ser superados para alcançar resultados terapêuticos ótimos.

Como os cientistas estão trabalhando para superar os desafios?

Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores estão explorando estratégias inovadoras para gerenciar a toxicidade e superar a resistência associadas à terapia com células CAR-T. Uma abordagem promissora envolve o uso de terapias combinadas, onde as células CAR-T são administradas em conjunto com outras modalidades de tratamento, como terapias-alvo e imunoterapias convencionais. Essa combinação sinérgica pode melhorar a eficácia das células CAR-T e reduzir a chance de resistência tumoral.

Além disso, os cientistas estão focados no desenvolvimento de biomarcadores preditivos que podem ajudar a identificar os pacientes mais propensos a responder às terapias com células CAR-T. Esses biomarcadores podem incluir características genéticas do tumor, expressão de antígenos-alvo e características do microambiente tumoral. Essa abordagem de medicina personalizada pode ajudar a direcionar o tratamento para os pacientes que mais se beneficiarão dele, aumentando assim as taxas de resposta e reduzindo os efeitos colaterais.

Avanços na aprovação de Terapias com Células T por órgãos reguladores

Em 16 de fevereiro de 2024, a FDA dos EUA (agência que equivale a nossa ANVISA) alcançou um novo marco com a aprovação do Amtagvi (lifileucel) como a primeira terapia com células T para tumores sólidos, especificamente o melanoma irressecável ou metastático. Esta aprovação representa um patamar importante no tratamento de tumores sólidos e destaca a inovação em imunoterapia com células T.

 Semelhante às terapias com células CAR-T existentes, o Amtagvi é fabricado usando células do sistema imunológico de pacientes individuais. Para fazer o produto final, as células TIL de um paciente são coletadas de uma parte do tumor ressecado e depois expandidas para fora do corpo antes de serem infundidas de volta no paciente.

Mas como isso é possível?

O sistema imunológico cria naturalmente células TIL que podem reconhecer marcadores distintos na superfície das células cancerígenas e lançar um ataque. O tratamento com Amtagvi basicamente reabastece o corpo com essas células imunológicas que combatem o câncer, à medida que suas contrapartes produzidas naturalmente perdem seu poder com o tempo. Antes do Amtagvi, as terapias CAR-T só tinham sido capazes de combater alguns tipos de câncer sanguíneo, em parte porque os tumores sólidos não possuem biomarcadores de superfície celular apropriados para as células CAR-T atingirem. Uma terapia TIL resolve esse problema porque as células TIL são naturalmente programadas para identificar biomarcadores de câncer.

Se você deseja explorar mais sobre esse assunto, convidamos você a ler nosso artigo dedicado às células CAR-T para câncer sanguíneo. Além disso, para mais detalhes sobre a área regulatória, recomendamos a leitura do artigo sobre os avanços na área regulatória desses produtos de células CAR-T no Brasil. Esperamos que em breve tenhamos avanços semelhantes também para o tratamento de tumores sólidos em nosso país.

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O BCRJ é centro de referência em cultura de células e em ensaios com células. É a única coleção de células humanas e animais que atua como prestadora de serviços no Brasil e é a maior da América do Sul. Possui base biotecnológica que oferece inovações relacionadas com células, com foco na área da análise da eficácia e segurança de novos produtos, novos métodos alternativos ao uso de animais, Terapia Celular e em FoodTech. 

Referências:

1. FDA. FDA approves first cellular therapy to treat patients with unresectable or metastatic melanoma. 

Disponível em: https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-cellular-therapy-treat-patients-unresectable-or-metastatic-melanoma  

2. FiercePharma. FDA approves Iovance’s Amtagvi as first cell therapy for solid tumor. 

Disponível em: https://www.fiercepharma.com/pharma/fda-approves-iovances-amtagvi-first-cell-therapy-solid-tumor. 

3. Wagner J, Wickman E, DeRenzo C, Gottschalk S. CAR T Cell Therapy for Solid Tumors: Bright Future or Dark Reality? Mol Ther. 2020 Nov 4;28(11):2320-2339. doi: 10.1016/j.ymthe.2020.09.015. Epub 2020 Sep 16. PMID: 32979309; PMCID: PMC7647674.4. Flugel CL, Majzner RG, Krenciute G, Dotti G, Riddell SR, Wagner DL, Abou-El-Enein M. Overcoming on-target, off-tumour toxicity of CAR T cell therapy for solid tumours. Nat Rev Clin Oncol. 2023 Jan;20(1):49-62. doi: 10.1038/s41571-022-00704-3. Epub 2022 Nov 23. PMID: 36418477; PMCID: PMC10278599.