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Asma
Nova tecnologia simula crise de asma e pode trazer avanços aos tratamentos
Pesquisadores desenvolvem um sistema que integra engenharia de tecidos e microfluídica para estudar detalhes da asma e identificar novos alvos terapêuticos

LightField Studios via Shutterstock

Jovem usando bombinha para a asma

Por Redação SciAdvances

28 de junho de 2026, 07:42

Fonte

Universidade da Pensilvânia

Áreas

Alergologia, Bioengenharia, Biofísica, Biomateriais, Biomecânica, Engenharia de Tecidos, Pneumologia, Proteômica

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Asma

A asma é uma das doenças respiratórias crônicas mais comuns, caracterizada por inflamação e modificações nas vias aéreas que causam sintomas como dificuldade de respirar, chiado e aperto no peito, respiração curta e rápida.

As crises podem surgir de repente ou gradualmente, tendo como principais gatilhos o contato com alergênicos (como ácaros, poeira, pelos de animais e mofo), substâncias irritantes (como fumaça de cigarro, poluição e cheiros fortes), Infecções ou o próprio clima (como quando ocorrem mudanças bruscas de temperatura).

Geralmente, o tratamento inclui medicações para o controle da inflamação e também para a administração no caso de crises, visando aliviar rapidamente o mal-estar causado pela falta de ar.

Avanço: plataforma incorpora engenharia de tecidos e microfluídica para mimetizar crises de asma e permitir análise biomecânica

Um novo estudo, liderado por cientistas da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, e publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering, apresentou uma nova plataforma para analisar as crises de asma.

Para além da inflamação crônica, que geralmente é considerada a principal vilã da asma como causadora do espessamento e enrijecimento das paredes das vias aéreas, os pesquisadores tiveram foco na biomecânica por trás da asma.

Para viabilizar essa análise biomecânica, foi desenvolvida uma tecnologia que incorpora tecido das vias aéreas e um sistema microfluídico, o que permite recriar as tensões biomecânicas às quais as vias aéreas humanas são submetidas durante uma crise de asma.

Para obter tecidos realistas das vias aéreas humanas, os cientistas usaram a engenharia de tecidos e cultivaram células epiteliais das vias aéreas de pacientes e também de fibroblastos, incorporadas em uma estrutura de hidrogel que mimetiza a arquitetura das vias aéreas.

Já para vencer o desafio de submeter o tecido desenvolvido às mesmas forças das vias aéreas reais, os pesquisadores desenvolveram um dispositivo contendo microcâmaras de ar e membranas finas e flexíveis, que comprimem suavemente o tecido cultivado de modo realista.

Assim, a nova tecnologia estava completa, conectando o tecido cultivado, a biomecânica da asma e a sinalização molecular que ocorre durante as crises. Essa plataforma permite estimar como o tecido pulmonar afetado pela doença reage à compressão física, viabilizando estudos que não poderiam ser feitos em pacientes.

Força de compressão das vias aéreas altera a biologia da asma

Durante os experimentos com a nova plataforma, ao aplicar uma compressão controlada, simulando a constrição das vias aéreas durante uma crise de asma, os pesquisadores relataram que o tecido asmático sofreu um processo acentuado de remodelação fibrótica e enrijecimento, enquanto o tecido saudável, submetido à mesma força, praticamente não reagiu.

Com o sistema, os pesquisadores também constataram que a mesma força de compressão responsável pela remodelação fibrótica também induzia uma densidade anormalmente alta de vasos sanguíneos, sendo a própria fibrose um gatilho fundamental.

De acordo com o Dr. Dan Huh, professor de Bioengenharia da Universidade da Pensilvânia e autor sênior do estudo, esta é a primeira evidência de que a força mecânica de constrição impulsiona a remodelação vascular nas vias aéreas asmáticas.

Os pesquisadores também descobriram que, à medida que o tecido das vias aéreas era comprimido e remodelado, suas células liberavam uma mistura variável de proteínas no fluido circundante. Ao coletar esse fluido dos microcanais do chip e realizar análises proteômicas, a equipe conseguiu identificar essas proteínas.

Os resultados mostraram tanto a presença de proteínas alteradas que já eram conhecidas por seu papel na asma, como também novas proteínas que podem ser possíveis novos alvos terapêuticos.

Segundo os cientistas, o novo sistema permite tratar o tecido com compostos direcionados a essas proteínas e monitorar sua evolução, o que facilitaria a descoberta de novos medicamentos e também o desenvolvimento de novos biomarcadores.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Dan Huh

Professor de Bioengenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Pensilvânia

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

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