Modelo in vitro do trato gastrointestinal: avaliação de compostos e nanomateriais na segurança do consumidor

O estudo da interação entre nanopartículas e o sistema digestivo humano tem adquirido relevância em diversas áreas como a administração de fármacos ou moléculas terapêuticas (drug delivery), a segurança alimentar ou a exposição a diferentes contaminantes emergentes.

A complexidade do trato gastrointestinal, somada à diversidade dos alimentos, apresenta um desafio significativo na criação de modelos representativos que possam prever de forma eficaz o comportamento destas partículas. Neste contexto, a otimização de protocolos de digestão in vitro é essencial para compreender a estabilidade, biodisponibilidade e os possíveis efeitos biológicos das micro e nanopartículas.

Para avaliar a estabilidade e toxicidade das nano e micropartículas, a simulação da digestão gastrointestinal em modelos in vitro apresenta-se como uma ferramenta de grande utilidade. Existem diversos modelos de digestão que utilizam matrizes artificiais para simular os fluidos gastrointestinais e os distintos pH presentes no trato digestivo.

O sistema empregado no AIMPLAS permite avaliar as alterações físico-químicas que possam ocorrer nos compostos a ensaiar, bem como comparar os efeitos biológicos das micro e nanopartículas, tanto digeridas como não digeridas, proporcionando resultados mais representativos das condições reais.

Em linha com os avanços neste campo, a EFSA publicou em 2021 guias específicas sobre métodos de digestão in vitro, centradas na avaliação da biodisponibilidade de nutrientes e contaminantes no âmbito da segurança alimentar. O protocolo proposto nestas guias estabelece as seguintes diretrizes chave:

1. Preparação de modelos estomacais e intestinais: Os modelos devem replicar de forma precisa as condições do trato gastrointestinal humano.
2. Condições fisiologicamente relevantes: Devem ser usadas condições que incluam pH, enzimas digestivas e tempos de trânsito representativos do processo digestivo humano. O protocolo de digestão in vitro empregado no laboratório de bioensaios do AIMPLAS está otimizado para avaliar micro e nanopartículas de materiais inertes, como plásticos, revestimentos e aditivos

A digestão in vitro pode ser de grande ajuda para o estudo dos seguintes casos:

Aditivos e componentes em material alimentar. Compostos e nanomateriais em embalagens alimentares, como revestimentos funcionalizados e/ou de base biológica. Avaliação da segurança de contaminantes emergentes e resíduos industriais (pesticidas, agroquímicos, metais pesados, micro e nanoplásticos). Estes materiais podem acabar nos alimentos de forma não intencional, pelo que para o seu adequado estudo toxicológico seria interessante considerar a sua passagem pelo trato digestivo. Nanomedicina: terapias baseadas em nanopartículas para a administração de fármacos

Graças aos ensaios de simulação do trato gastrointestinal, no AIMPLAS podemos avaliar o comportamento de diferentes compostos e/ou nanomateriais, alterações físico-químicas e efeitos biológicos, o que é essencial para avaliar a segurança dos mesmos para o consumidor.

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