Durante décadas, empresas farmacêuticas realizaram testes em animais e ensaios clínicos para determinar a eficácia e a segurança de novas fórmulas de drogas. Mas esses métodos provaram ser caros, perigosos e altamente ineficientes. Para consertar isso, a empresa global de biotecnologia Novoheart desenvolveu os primeiros corações humanos em miniatura usando células-tronco.

Foto: Novoheart

Fundada por Ronald Li, Kevin Costa e Michelle Khine em 2014, a empresa está em uma missão para transformar a indústria médica, oferecendo um novo padrão para testes de precisão que proporcionam economia de tempo e custos sem precedentes.

“O desenvolvimento de medicamentos tradicionalmente baseia-se em culturas de células e modelos de pequenos animais para prever toxicidade e eficácia cardíacas,” afirma Kevin Costa, diretor científico da Novoheart.

“Mas eles não são especialmente preditivos de como um medicamento se comportará quando entregue a pacientes humanos, e tanto a indústria farmacêutica quanto as agências reguladoras vêm buscando ativamente alternativas melhores.”

Uma alternativa pioneira

Depois de 20 anos de pesquisa pioneira, Costa, Li e seus colegas demonstraram uma solução que consiste em um “coração-em-um-jarro” em miniatura que pode prever como as drogas podem reagir em um paciente humano.

Ele replica uma das quatro principais câmaras do coração humano, com uma parede fina o suficiente para não precisar de suprimento de sangue. “Com esse modelo 3D avançado, conseguimos reproduzir algumas das principais respostas ao carregamento mecânico, estimulação elétrica e tratamentos com drogas,” explica Costa.

“Conseguimos fazer mini-corações saudáveis ​​para detectar possíveis efeitos cardiotóxicos de drogas. Também fizemos corações doentes portadores de anormalidades genéticas específicas, em parceria com empresas farmacêuticas que estão desenvolvendo medicamentos para o tratamento das doenças, mas que não possuem modelos que mimetizam adequadamente os sintomas humanos para testar sua nova terapêutica.”

Além do coração em miniatura, a empresa criou um conjunto complementar de testes cardíacos derivados de células-tronco humanas chamado MyHeart Platform. Usando essas tecnologias, os especialistas obtêm informações sobre o impacto que as drogas podem causar no coração. Eles podem detectar efeitos benéficos ou reações adversas perigosas, potencialmente fatais – como ritmos cardíacos irregulares.

Costa acredita que essas soluções podem revolucionar a medicina tornando as terapias mais seguras e eficazes para os pacientes, além de reduzir o desperdício de recursos. “No geral, estamos testemunhando uma tendência de toda a indústria para explorar ensaios baseados em células-tronco humanas como um afastamento dos tradicionais testes em animais,” diz ele.

Entre os primeiros sucessos da empresa, ele não apenas demonstrou o modelo de coração em miniatura, mas também foi listado na TSX Venture Exchange do Canadá. No entanto, Costa admite que Novoheart teve que superar muitos desafios. Ele diz: “Um obstáculo que estamos enfrentando é o momento em que a indústria farmacêutica precisa adotar novas tecnologias, mas entendemos que isso requer persistência, enquanto continuamos a oferecer ciência de alta qualidade e inovação impulsionadora de fronteiras.”

Um futuro brilhante

Olhando para o futuro, Costa diz que a Novoheart continuará aperfeiçoando suas tecnologias e investindo em pesquisas futuras. “Por exemplo, desenvolvemos um biorreator modular que nos permite monitorar múltiplos mini-corações, ou organoides cardíacos, de uma só vez,” continua ele.

“Isso pode potencialmente ser estendido a mini-órgãos além do coração, que podem ser conectados para simular interações no nível dos sistemas entre o coração e outros órgãos do corpo. Se, em última instância, quisermos perceber o potencial de substituir estudos em animais por estudos com organoides baseados em humanos, então haverá a necessidade de criar sistemas compreendendo diferentes tipos de órgãos.”

Em suas instalações de Pesquisa e Desenvolvimento na Califórnia, a Novoheart está desenvolvendo ativamente novos hardwares e softwares que fazem interface com seus tecidos de coração humano projetados. O objetivo é melhorar o rendimento, a sensibilidade e a precisão dos ensaios biológicos.

“À medida que os ensaios se tornam mais sofisticados, os conjuntos de dados geram aumento de tamanho e complexidade, o que exige uma mineração extensiva para utilizar plenamente as gravações de grande valor feitas com esses tecidos,” conclui Costa.

“Desenvolvemos algoritmos de aprendizado de máquina para analisar os dados de maneira imparcial e abrangente, para maximizar as informações que podemos obter de forma eficiente e eficaz a partir desses ensaios. Nossos testes inteligentes de última geração prometem ser ainda mais poderosos do que são agora.”