Internship and Monograph reports entitled”Organ-on-a-chip: current status and future prospects"

Abstract

Organs-on-a-chip, também conhecidos como sistemas microfisiológicos (MPS), são microssistemas de bioengenharia com capacidade de recriar aspetos da fisiologia e da função de órgãos humanos. Surgem como uma ferramenta in vitro com inúmeras aplicações na descoberta e desenvolvimento de fármacos, inspirados na natureza complexa e hierárquica do corpo humano. A capacidade de mimetizar tecidos humanos em ambientes multicelulares tridimensionais fisiologicamente relevantes permite a sua aplicação em diversas etapas do processo de desenvolvimento do medicamento. Estas incluem a avaliação da segurança e da toxicidade de potenciais moléculas terapêuticas durante a fase inicial do desenvolvimento pré-clínico, a avaliação in vitro da eficácia do fármaco e a modelação de doenças, permitindo simular a fisiopatologia de subpopulações específicas e até mesmo de um indivíduo em particular, alcançando assim, a medicina personalizada. Nesta monografia são explorados o desenvolvimento e a evolução das plataformas microfluídicas que permitiram a transição de células em chips para órgãos em chips e algumas das oportunidades e aplicações oferecidas pela tecnologia organ-on-a-chip. Adicionalmente, são apresentados o potencial atual e as perspetivas futuras destes sistemas microfisiológicos, bem como e os desafios que esta tecnologia ainda enfrenta. .

Organs-on-a-chip, also known as microphysiological systems (MPS), are bioengineering microsystems capable of recreating aspects of the physiology and function of human organs. They are inspired by the complex and hierarchical nature of the human body, thus arising as an in vitro tool with numerous applications in the discovery and development of drugs. The ability to recapitulate human tissues in physiologically relevant three-dimensional multicellular environments allows their applications in various stages of the drug development process. In particular, they may be employed in the evaluation of the safety and toxicity of potential therapeutic molecules during the initial phase of pre-clinical development, in the in vitro assessment of the efficacy of the drug and in the modelling of human diseases. This will allow the simulation of the pathophysiology of specific subpopulations and even of a particular individual, thus reaching personalized medicine. In this monograph, the development and evolution of microfluidic platforms that have allowed the transition from cells on chips to organs on chips and some of the opportunities and applications offered by the organ-on-a-chip technology are presented. Also, the current potential and future perspectives of these microphysiological systems and the challenges that this technology still faces are discussed. .