Cultivo de células: uma alternativa para o uso de animais em pesquisas | Universidade Feevale

Cultivo de células: uma alternativa para o uso de animais em pesquisas

17/11/2015 - Atualizado 20/11/2015 14h03min
Laboratório de Citotoxicidade da Universidade Feevale conduz diversas pesquisas com culturas celulares

Embora a pesquisa ainda não possa prescindir do uso de animais nos experimentos que testam novos medicamentos, há uma tendência a se utilizar cada vez menos o uso dos modelos in vivo (ou modelos animais), pelo menos nas primeiras fases dos estudos. De acordo com a National Centre for the Replacement Refinement & Reduction of Animals in Research*, organização científica britânica, cada vez mais os setores acadêmico e industrial utilizam os princípios 3Rs (veja no box).  Além de promover o bem-estar do animal, os métodos substitutivos ou que promovem alternativas vão ao encontro da necessidade de desenvolver melhores modelos e ferramentas que refletem mais de perto a biologia humana, com maior possibilidade de previsão da eficácia e segurança nos novos medicamentos, por exemplo. 

3Rs

Refinement (aperfeiçoamento): métodos que reduzem o sofrimento animal e promovem seu bem-estar
Replacement (substituição): métodos que substituem o uso de animais
Reduction (redução): métodos que reduzem o número de animais nos experimentos

Alternativas



Uma das alternativas para minimizar a utilização de animais nos laboratórios é o uso de cultivos celulares. No Laboratório de Citotoxicidade da Universidade Feevale, diversas pesquisas estão sendo realizadas no âmbito da toxicologia e da qualidade ambiental, utilizando as culturas celulares como objeto dos experimentos.

Conforme a professora Ana Luiza Ziulkoski, pesquisadora e professora do programa de pós-graduação em Qualidade Ambiental da Instituição, são utilizadas células de peixes, cães, porcos, macacos e seres humanos. Os testes com as culturas de células são realizados com o auxílio de diversos equipamentos, como capelas de fluxo laminar e incubadoras úmidas com injeção de gás carbônico, onde os cultivos estão completamente isolados do exterior e em contato com ar microfiltrado. Também são utilizados microscópio invertido com captura de imagens para visualizar as células, centrífugas para separação e micropipetas para manipulação. As células originais são congeladas em ampolas, em tanques com nitrogênio líquido.

Quando é necessário um período específico para o experimento, as células são transferidas para microplacas com multipoços e mantidas em um meio de cultivo composto pelos nutrientes que a cultura precisa para se desenvolver, como aminoácidos e proteínas, com a adição do agente de estudo (um medicamento, biomaterial, cosmético, água de rios, arroios, esgoto ou estações de tratamento). Ao final do período de análise, é feito um ensaio de cor ou fluorescência que é lido em um espectrofotômetro, o qual permite analisar estatisticamente as reações de diversas culturas.

Por lei, medicamentos devem passar por diversos testes in vivo (com seres vivos) até a aprovação; primeiro em animais e, após, em humanos. No entanto, o uso de métodos in vitro nas etapas preliminares diminui significativamente o uso de animais nas etapas seguintes, além de diminuir o custo e aumentar as possibilidades de direcionar as moléculas candidatas com características de toxicidade já conhecidas e, até mesmo, eliminar aquelas cuja toxicidade será demasiadamente elevada. 

“O uso de cultivos celulares na análise de biomateriais, tais como polímeros para regeneração dérmica, válvulas cardíacas e outras próteses, também tem sido amplamente utilizado na avaliação toxicológica, de compatibilidade e, mesmo, de função terapêutica. Por fim, o uso de modelos in vitro na área ambiental também é promissor, considerando a pequena quantidade de amostra necessária, o aumento do número de réplicas e a minimização na geração de resíduos gerados pela própria análise toxicológica.”

Ana Luiza Ziulkoski, professora e pesquisadora

Conheça algumas das pesquisas realizadas na Feevale


A comparação de ensaios de viabilidade celular em células HEP-2 e 3T3 expostas ao Thirdhand Smoke (THS) – O THS é uma fonte nociva de contaminação formada pelos constituintes residuais da fumaça do cigarro, que pode se acumular em móveis, paredes etc, podendo permanecer no ambiente por muito tempo. Pouco é conhecido sobre os seus efeitos, por isso, ensaios sobre a sua toxicidade estão sendo realizados com cultivos celulares, formando uma base estatística que permite concluir que as células expostas a papel e algodão contaminados com fumaça do cigarro apresentaram significativa diferença na sua viabilidade.

Avaliação citotóxica de antifúngico imidazólico sintético em linhagem vero – Diversos antifúngicos têm apresentado falha terapêutica ou são responsáveis por intoxicações, pois são necessárias doses cada vez mais altas para combater os organismos fúngicos. Em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), os sais imidazólicos chamados líquidos iônico (LIs) estão sendo isolados e testados em cultivos de células epiteliais de rim de macaco(Vero) para avaliar o grau de citotoxicidade renal do agente e direcionar seu potencial de uso como  antifúngico. 

Avaliação da qualidade biológica de área alagadas da Bacia do Rio dos Sinos – Em colaboração como projeto VerdeSinos, estão sendo avaliados, em culturas celulares de peixes e de mamíferos, a citotoxidade e os parâmetros físico-químicos das águas de quatro áreas alagadas: em Santo Antônio da Patrulha, Campo Bom, Novo Hamburgo e São Leopoldo. Os resultados mais expressivos foram alterações citotóxicas na área de Santo Antônio, que podem estar relacionadas à atividade agropastoril e presença de pesticidas.

Monitoramento da qualidade biológica da água da Bacia do Rio do Sinos em cultivos celulares - Nesse estudo foram avaliadas águas coletadas durante um ano, em coletas bimensais) de sete pontos de captação de água para abastecimento público da Bacia. Dois tipos celulares foram utilizados: HEp-2 e Vero, verificando a função de duas organelas celulares: os lisossmomas (responsáveis pela digestão de macromoléculas) e as mitocôndrias (responsáveis pela produção de energia). Os resultados demonstraram que esse tipo de metodologia é capaz de identificar alterações celulares causadas por substâncias presentes nessas águas, ocorrendo efeito tóxico em alguns períodos (março e maio de 2013) em todos os pontos avaliados e alterações de proliferação celular em alguns pontos e meses específicos.
 
Avaliação da toxicidade in vitro de água de abastecimento tratada por diferentes tecnologias – Vinculada ao projeto em parceria com a Comusa – Tecnologias para o tratamento do esgoto de Novo Hamburgo. A pesquisa comparou amostras de esgoto doméstico de três tipos: antes do tratamento;  após o tratamento com o método convencional- lodo ativado; e após o tratamento com método de tratamento de esgoto que está sendo implantado em Novo Hamburgo, como o uso de plantas macrófitas em flutuação. Expostas às amostras de água bruta, as células se multiplicaram mais do que o normal, já nas duas amostras que passaram pelo tratamento, ocorreu diminuição do efeito proliferativo, sem toxicidade.

Análise de citotoxicidade de águas de superfície em cultivo primário de células de brânquias e de hepátocios de grumatã – O grumatã (Prochilodus lineatus) é um peixe que ocorre amplamente na Bacia Hidrográfica do Sinos. Este estudo tem o objetivo de implementar um protocolo para utilização das células das brânquias e de hepatócitos isolados deste peixe em análises de citotoxidade das águas da bacia, pois elas nunca haviam sido utilizadas nesse tipo de análise. O estudo comprovou que as células podem ser isoladas e utilizadas para os fins de análise citotoxicológica, com a vantagem de serem provenientes de uma espécie que ocorre naturalmente nesses ambientes. 
  
Avaliação do efeito de desreguladores endócrinos em águas de superfície e residual de Novo Hamburgo - Nesse trabalho, as células MCF-7, que são responsivas a agentes estrogênicos, são usadas como um modelo para identificar o efeito proliferativo causado por substâncias desreguladoras presentes nas águas. Entre essas substâncias estão hormônios, antidepressivos e ansiolíticos. Os resultados demonstram que a água do arroio Luis Rau causa o mesmo efeito proliferativo sobre essas células que o esgoto doméstico não tratado.

*Fontewww.nc3rs.org.uk
 
 

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