Avaliação da toxicidade e eficácia de ingredientes de uso tópico por métodos alternativos in vitro: culturas 2D, 3D e microfluídica de orgãos-em-chip

• Main Author: Tavares, Renata Spagolla Napoleão
• Other Authors: Cordeiro, Lorena Rigo Gaspar
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Portuguese
• Published: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP 2020
• Subjects: Métodos alternativos in vitro; Microfluídica; Irritação; Modelo de pele humana; Fototoxicidade; Esferoide de fígado; Órgãos em chip; Citotoxicidade; Microfluidics; Alternative methods; Liver spheroid; Irritation; In vitro; Human skin model; Cytotoxicity; Two organs-on-a-chip; Alta; Antártica
• Online Access: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60137/tde-21092021-055327/; https://doi.org/10.11606/T.60.2020.tde-21092021-055327

Os ensaios in vitro são aceitos como alternativos à experimentação animal, apenas se apresentarem alta reprodutibilidade e relevância para predizer a toxicidade em seres humanos. Assim, novas tecnologias, tais como tecidos tridimensionais (3D) foram desenvolvidas para preencher a lacuna entre os modelos in vitro bidimensionais (2D) e melhorar a correlação com os humanos. Mais recentemente, os sistemas microfluídicos órgãos-em-chip, que emulam a fisiologia do ambiente in vivo por permitirem a inclusão de diferentes organoides em um mesmo meio circulante, possuem maior potencial preditivo em relação à toxicidade humana e podem ser utilizadas durante a triagem de substâncias desconhecidas. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver e comparar a capacidade de sistemas in vitro de diferentes complexidades: culturas 2D, pele 3D cultivada de modo estático ou em microfluídica associada ao modelo de fígado, em predizer a toxicidade e eficácia das substâncias teste. Para tal, foi desenvolvido um modelo de pele - Reconstructed Human Skin (RHS). Na primeira abordagem, o modelo RHS foi aplicado para a avaliação da fototoxicidade e da atividade antioxidante da fucoxantina, isolada de alga antártica e com um conhecido potencial antioxidante nunca testado na pele humana. A fucoxantina se mostrou fototóxica em monocamadas e fotoinstável, porém quando adicionada em fotoprotetor se mostrou fotoestável. A fucoxantina não foi considerada fototóxica em modelo de pele, demonstrando a importância da presença do estrato córneo para confirmar a toxicidade de compostos desconhecidos. Ainda, se mostrou capaz de inibir as espécies reativas do oxigênio (ERO) de maneira significativa tanto em monocamadas quanto em modelo de pele, mostrando que mesmo em baixas concentrações, exerce efeito protetor contra ERO gerados pela radiação UVA. A etapa seguinte, o RHS foi miniaturizado para adequação em sistema de órgãos-em-chip e o RHS reduzido foi utilizado no ensaio de irritação cutânea da fucoxantina (OECD TG 439). Novas análises foram ...