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Bioensaios in vitro

A utilização de bioensaios permite avaliar a segurança e a eficácia de uma grande variedade de materiais e substâncias.

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Os ensaios in vitro ou bioensaios são técnicas especializadas que empregam organismos sob condições controladas de laboratório e que podem incluir culturas celulares, bactérias, fungos, insetos, plantas, artrópodes, etc.

Para que servem os bioensaios in vitro?

São utilizados em várias áreas da ciência para conhecer as reações de algum organismo perante a presença de uma ou várias substâncias, sejam elas conhecidas ou não. As reações podem incluir diferentes efeitos negativos como a citotoxicidade ou a genotoxicidade, mas também efeitos positivos como o efeito protetor contra agentes oxidantes. Desta forma, a utilização de bioensaios permite avaliar a segurança e a eficácia de uma grande variedade de materiais e substâncias, reduzindo a utilização de ensaios em animais, os quais devem ser empregados apenas quando não existam métodos alternativos em linha com o princípio de hierarquia dos 3R (Replace, Reduce and Refine), tal como estabelecido pela Diretiva EU 2010/63.

Quais são as vantagens dos bioensaios in vitro?

Permitem avaliar efeitos sem necessidade de identificar nem quantificar a substância.
Permitem estudar efeitos de misturas, avaliando assim os possíveis efeitos sinérgicos.
Permitem avaliar o efeito de substâncias presentes em níveis muito baixos.
Reduzem a experimentação animal.

Tipos de bioensaios in vitro

Em função do efeito a avaliar, existem diferentes tipos de bioensaios in vitro que permitem estudar a segurança e/ou eficácia de substâncias e materiais. No AIMPLAS, dispomos de laboratórios de biossegurança X, equipados com todo o necessário para realizar os seguintes estudos:

Avaliação da segurança

Viabilidade celular ou citotoxicidade empregando técnicas colorimétricas, fluorimétricas e bioluminescentes que permitem avaliar o dano e/ou sobrevivência celular. Alguns dos métodos são:
- MTT
- Vermelho Neutro
- Alamar Blue

Ensaios de genotoxicidade para avaliar o dano ao ADN em diferentes níveis:
- Teste de Ames (OECD TG 481) ou ensaio de reversão bacteriana para avaliar mutações pontuais;
- Ensaio de micronúcleos (OECD TG 487) para a avaliação de mutações cromossómicas (numéricas e estruturais);
- Ensaio cometa (OECD TG 489) para medir quebras de cadeia de ADN, considerado como indicador para detetar lesões pré-mutagénicas.

Avaliação de eficácia

Avaliação do potencial antioxidante ou efeito protetor contra o stress oxidativo de uma substância, ingrediente ou material.
Estudos da absorção intestinal.
Avaliação da atividade antimicrobiana.

Setores de aplicação dos bioensaios in vitro

Embalagens alimentares e cosméticas

No setor das embalagens alimentares, a avaliação de riscos das substâncias não adicionadas intencionalmente (NIAS) que podem migrar das embalagens para os alimentos, exigida pela legislação (Regulamento 10/2011), representa um grande desafio e consumo de recursos. Isto deve-se principalmente ao facto de a avaliação de riscos requerer uma identificação cromatográfica prévia de todas as substâncias detetadas num rastreio cromatográfico cuja concentração seja superior ao limiar de preocupação toxicológica definido para substâncias genotóxicas, o que em muitos casos não é tecnicamente possível.

Os bioensaios in vitro e, concretamente, os estudos de genotoxicidade permitem descartar efeitos genotóxicos das NIAS migradas das embalagens, de forma que é possível aumentar significativamente o limiar de preocupação toxicológica. Isto simplifica enormemente a avaliação de riscos das NIAS, uma vez que o número de substâncias a identificar após o rastreio cromatográfico é muito menor.

Dado que o setor cosmético não dispõe de legislação específica que regule a embalagem, mas exige uma avaliação de riscos desta de acordo com o Regulamento 1223/2009 de produto cosmético, este setor rege-se pela legislação aplicável a materiais destinados a contacto alimentar (Regulamento 10/2011) na hora de verificar a aptidão das embalagens cosméticas. Uma vez que tudo o descrito para as NIAS em embalagens alimentares seria aplicável às embalagens cosméticas, os bioensaios in vitro também são uma ferramenta de grande utilidade na validação da segurança das embalagens cosméticas.

Microplásticos

Os bioensaios in vitro também podem ser empregados como ferramenta na avaliação dos riscos derivados da presença de microplásticos em alimentos, seja como consequência do contacto com embalagens plásticas ou como contaminação em diferentes pontos da cadeia trófica. Neste sentido, são habituais os estudos para avaliar efeitos citotóxicos, genotóxicos e stress oxidativo. No entanto, são também necessários estudos prévios para avaliar, por um lado, a capacidade de dissolução/degradação dos microplásticos sob as condições lisossomais e gastrointestinais, bem como a capacidade de absorção celular destes.

Produtos sanitários

Os bioensaios in vitro são uma ferramenta indispensável na avaliação da segurança de dispositivos médicos, também conhecidos como produtos sanitários. No AIMPLAS, podemos abordar os ensaios in vitro exigidos pelo Regulamento (EU) 2017/745 de produtos sanitários aos fabricantes destes, cujo objetivo é garantir a sua biocompatibilidade com o corpo humano. Neste sentido, é necessário conceber uma bateria de ensaios mínimos em função da categoria de produto, tipo de contacto e duração.

Ingredientes funcionais

Além da segurança, os bioensaios in vitro permitem também avaliar a eficácia de substâncias, misturas e materiais. No setor alimentar, quando se pretende atribuir o caráter funcional a um determinado ingrediente, é necessário realizar estudos que demonstrem a propriedade benéfica que esse ingrediente proporciona. Alguns dos estudos que realizamos neste contexto no AIMPLAS, empregando bioensaios in vitro, são a avaliação do efeito protetor contra o stress oxidativo (potencial antioxidante) e estudos da absorção intestinal.

No setor cosmético e no setor dos materiais de construção, também é muito comum o uso de aditivos antimicrobianos com o objetivo de prevenir a contaminação por microrganismos, seja em produtos cosméticos ou em materiais de superfície como bancadas, pavimentos, revestimentos, etc. A eficácia de tais aditivos deve ser comprovada através de estudos de eficácia antimicrobiana, seja bacteriana, antifúngica, etc. No AIMPLAS, podemos realizar esses estudos, assegurando a eficácia dos referidos materiais.

Perguntas frequentes

O que é um bioensaio e para que serve?

Os bioensaios servem para avaliar a segurança ou eficácia de um composto através da resposta de um organismo vivo.

O que entendemos por biocompatibilidade?

A biocompatibilidade refere-se à capacidade de um biomaterial para desempenhar uma função de acordo com um tratamento sem provocar qualquer efeito adverso que possa comprometer a viabilidade celular e, consequentemente, a saúde do paciente.

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