Com publicação científica

‘Fábrica de medicamentos’ implantável
Pesquisadores desenvolvem plataforma implantável sem fio que pode viabilizar terapias celulares encapsuladas
Tecnologia viabiliza o implante de células geneticamente modificadas para produção subcutânea de medicamentos

Tina Ji via Shutterstock

Por Redação SciAdvances

31 de março de 2026, 12:16

Fonte

Universidade Rice

Áreas

Bioeletrônica, Bioengenharia, Biologia, Biomateriais, Bioquímica, Biotecnologia, Ciência dos Materiais, Desenvolvimento de Fármacos, Engenharia Biológica, Engenharia Biomédica, Entrega de Medicamentos, Genética, Imunologia, Metabolismo, Microbiologia, Nanotecnologia Farmacêutica, Terapia Celular

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‘Fábrica de medicamentos’ implantável

Um dos desafios atuais da biotecnologia é viabilizar a produção e liberação de medicamentos por células vivas geneticamente modificadas que possam ser encapsuladas e implantadas no corpo humano. Essa tecnologia, chamada de ‘fábrica de medicamentos’, possibilitaria a liberação de medicamentos por longos períodos e poderia ser a solução terapêutica para várias doenças.

Um dos grandes desafios deste tipo de tecnologia é conseguir encapsular uma quantidade significativa de células, que seja capaz de produzir doses suficientes de medicamentos.

Porém, uma grande quantidade de células em um pequeno volume gera alta densidade celular (as células ficam muito compactadas), o que dificulta o acesso das células ao oxigênio e a nutrientes e compromete sua função e sobrevivência, principalmente se a região do implante for pouco vascularizada.

Atualmente, alguns grupos de pesquisa ao redor do mundo estão trabalhando para resolver este problema: como fornecer oxigênio e nutrientes às células encapsuladas implantadas de modo que o sistema continue liberando medicamentos eficientemente?

Avanço: sistema implantável consegue sustentar células vivas que liberam fármacos em posição subcutânea

Pesquisadores da Universidade Rice, Universidade Carnegie Mellon, Universidade Northwestern, Instituto de Tecnologia da Georgia e da empresa de biotecnologia CellTrans, nos EUA, integraram em um único dispositivo diversas soluções para desafios de fábricas de medicamentos implantáveis.

Os pesquisadores criaram um sistema bioeletrônico híbrido de oxigenação para terapia Implantável (HOBIT), que viabiliza o acesso ao oxigênio e nutrientes para células encapsuladas implantáveis.

O sistema foi desenvolvido para ser instalado sob a pele, por meio de cirurgia minimamente invasiva e com risco relativamente baixo. Apesar da facilidade de acesso da posição subcutânea, a região tende a ser pouco oxigenada em comparação com tecidos mais vascularizados.

O sistema HOBIT incorpora um pequeno oxigenador que usa a eletricidade fornecida por uma bateria interna para decompor a água presente no tecido circundante e gerar oxigênio localmente, sem produzir subprodutos nocivos.

Com a nova tecnologia, todos os componentes estão totalmente integrados em um sistema implantável sem fio que pode ser ajustado remotamente para modular a produção de oxigênio diretamente onde as células precisam.

O dispositivo usa duplo encapsulamento: além das células geneticamente modificadas estarem microencapsuladas em esferas de hidrogel de alginato, as microcápsulas também ficam inseridas em uma câmara maior composta por uma membrana semipermeável. Essa câmara protege as células de ataques do sistema imunológico do hospedeiro e, ao mesmo tempo, permite o fluxo de nutrientes e substâncias biológicas secretadas.

Fábricas de diversos tipos de medicamentos

As células encapsuladas foram geneticamente modificadas para produzir continuamente três moléculas biológicas que representam diferentes classes terapêuticas e meias-vidas: um anticorpo, um hormônio e a exenatida, uma molécula semelhante ao hormônio GLP-1.

A equipe implantou, com sucesso, dispositivos de controle oxigenados e não oxigenados em ratos por 30 dias. As medições sanguíneas mostraram níveis sustentados dos três produtos biológicos durante todo o período do estudo nos animais que receberam implantes oxigenados.

Ao final do período de testes, aproximadamente 65% das células nos dispositivos oxigenados permaneceram viáveis, em comparação com cerca de 20% nos dispositivos sem oxigenação.

O Dr. Omid Veiseh, professor de Bioengenharia da Universidade Rice e coautor sênior do estudo, destacou que as ‘fábricas de medicamentos’ podem ser projetadas para produzir múltiplas moléculas biológicas simultaneamente.

O professor também ressaltou que a tecnologia está próxima de ser uma plataforma clinicamente viável e, ao manter as células vivas, o sistema também abriria portas para terapias com múltiplos tipos de células, secreção regulada e integração com sensores eletrônicos, tudo dentro do dispositivo implantável e removível.

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Omid Veiseh

Professor de Bioengenharia da Universidade Rice

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

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