A Metrologia Aplicada a Contagem de Células

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METROLOGIA APLICADA À CONTAGEM DE CÉLULAS: CENÁRIO REGULATÓRIO E PERSPECTIVAS DE DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO NO BRASIL

Letícia Mariano Ribeiro de Sousa 1

1 Mestrado Profissional em Metrologia e Qualidade, do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, Rio de Janeiro, Brasil, [e-mail]

Palavras chave: Procedimentos de contagem de células, Quantificação celular, rastreabilidade metrológica, medição celular, medições em células.

Resumo:

Os procedimentos metrológicos empregados para enumeração de células bem como as metodologias existentes apresentam confiabilidade metrológica praticamente desconhecidas, observa-se a ausência de materiais de referência que possam ser empregados em ensaios baseados em células.

Por este motivo, há um número grande de setores industriais com interesse no desenvolvimento de serviços de medição baseados em células e tecidos.  

1. Introdução

A metrologia é a ciência das medições e engloba todos os seus aspectos teóricos e práticos. Seu estudo e desenvolvimento apresentam implicações fundamentais para a confiança nas medições realizadas pelo setor produtivo de todos os países, para o registro por órgãos reguladores de produtos a serem comercializados, e para superação de barreiras técnicas ao comércio exterior (MacDonaldet al., 2002).

Entre as Ciências da Vida e da Saúde, a célula é considerada a unidade fundamental dos sistemas biológicos. Vários campos profissionais, como a biotecnologia, patologia clínica, medicina regenerativa, bioquímica, biologia molecular e genética molecular, empregam células em processos científicos e tecnológicos. Sendo assim, a célula é empregada de uma forma ou de outra em diversos procedimentos de medição e, portanto, também se apresenta como objeto fundamental para a Metrologia aplicada às Ciências da Vida e da Saúde (Marriottet al., 2010).

Como exemplos de áreas onde a célula é um componente essencial ao mensurando, posso  citar diversas áreas da pesquisa científica, a avaliação da toxicidade de produtos, o desenvolvimento de novos procedimentos biotecnológicos e terapêuticos, e a realização de diagnósticos clínicos. Ademais, é uma expectativa mundial que a qualidade de vida das pessoas, dos animais e do ambiente, bem como a economia globalizada, sejam afetados sobremaneira pelos avanços nas áreas de bioanálise ligados a bioengenharia de tecidos, métodos in vitro alternativos ao uso de animais em toxicologia, os métodos combinatórios para varreduras de alto desempenho para inovação em biofármacos (high-throughputscreening), genômica funcional, bioinformática, e desenvolvimento de organismos geneticamente modificados (OECD, 2011).

Entre as metodologias de medição mais comuns a empregarem células como objeto de análise pode-se citar a quantificação de células. A quantificação do número de células é utilizada como mensurando em diversas áreas como em pesquisas biomédicas e microbiológicas cujos experimentos baseiam-se na determinação da taxa de crescimento e viabilidade celular, na quantificação de um determinado tipo celular em uma amostra de sangue, na determinação da presença de patógenos e de contaminantes celulares. Visto que o número de células é um parâmetro necessário para o monitoramento de diversas funções celulares, diversos protocolos baseados nesta estimativa são utilizados. Estes protocolos variam desde a contagem manual utilizando hemocitômetros e microscópios ópticos convencionais (métodos de baixo custo) passando por métodos mais sofisticados (e caros) que podem ser baseados em: ensaios de metabolismo celular (onde a atividade metabólica é proporcional ao número de células), espectrofotometria, ensaios de resistência elétrica ou citometria de fluxo (Mahmoudet al., 1997; Hansen et al., 2006). Além disto, o desenvolvimento de novas técnicas de alta vazão, baseadas em imageamento e análise de resultados obtidos automaticamente para avaliação rápida do efeito de milhares de moléculas (com intuito de desenvolverem-se novos compostos quimioterápicos, por exemplo) e para o estudo de diferentes processos bioquímicos intracelulares tem tornado a análise do número de células muito mais rápida e fidedigna, porém altamente custosa.

Por falta de estudos na área de Metrologia aplicada a ensaios com células e tecidos, as metodologias existentes no Brasil, apresentam confiabilidade metrológica quase desconhecidas, independente do procedimento empregado para enumerar, ou seja, quantificar essas células. Associado a isto, observa-se a ausência de materiais de referência (certificados ou não) que possam ser empregados em ensaios baseados em células. Estas limitações acabam por ser uma desvantagem comum e um obstáculo para uma confiável análise dos resultados de ensaios analíticos, mesmo do ponto de vista da reprodutibilidade quando estes são provenientes de um mesmo laboratório.

2. Estudo BIPM

Por este motivo, há um número grande de setores industriais com interesse no desenvolvimento de serviços de medição baseados em células e tecidos. Em 2011 o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) publicou estudo (Marriott et al., 2010) que apresentou o panorama da bioanálise no âmbito do BIPM, assim como a visão dos seus stakeholders sobre o tema. Foram consultados Institutos Nacionais de Metrologia (INMs), entidades regulatórias e empresas com negócios dependentes de biomedições que superam 1 bilhão de dólares em receitas nos seguintes ramos: indústria biofarmacêutica, diagnóstico médico, farmacopéias, medicina regenerativa, resposta imunológica, pesquisa aplicada e básica.As principais preocupações reportadas pelos setores industriais e de pesquisa são: (a) a falta de padrões, cadeias de rastreabilidade e estimativas de incerteza de medições de ensaios, (b) o desconhecimento de aspectos relevantes dos mensurandos, e (c) as dificuldades técnicas de lidar com a alta variabilidade de medições celulares e teciduais no campo da Metrologia. Estas preocupações são particularmente importantes para as indústrias biofarmacêuticas e de medicina regenerativa, em função da necessidade das mesmas em demonstrar a eficácia, segurança e qualidade de seus produtos frente às Autoridades Sanitárias/Regulatórias.           Para as entidades regulatórias as limitações observadas pela indústria impactam diretamente na capacidade dos reguladores analisarem com robustez os pedidos de registro e liberação da comercialização de novos produtos biológicos. Neste contexto, o estudo revela uma ampla frustração dos entes regulatórios com a falta de materiais de referência para testes chave e com o tempo necessário para o desenvolvimento destes materiais pelos produtores acreditados. Os entes regulatórios reconhecem estes problemas como os mais graves. Em resposta aos problemas e demandas da sociedade, os INMs associados ao BIPM, através do grupo de trabalho em bioanálise (BAWG), vêm aumentando seus esforços internos de desenvolvendo de trabalhos relacionados a medições em células.Na perspectiva dos INMs, as medições baseadas em células e tecidos devem ser sempre que possível rastreáveis ao Sistema Internacional de Unidades (SI), ou outras unidades reconhecidas, permitindo assim a garantia da confiabilidade metrológica das medições. O objetivo é melhorar significativamente a confiança nestes métodos de medição, que atualmente apresentam incertezas altas demais para suas finalidades, quando existem (Stebbingset al., 2015; Wang et al., 2015). Considerando as dificuldades conceituais e técnicas com as quais os especialistas de INMs têm se deparado nas medições relacionadas a células e tecidos, as instituições participantes do BAWG decidiram em um primeiro momento concentrar seus esforços na discussão do que se constitui como um “mensurando celular rastreável”. O foco de curto prazo adotado pelo grupo foi estudar procedimentos de medição para concentração de células, atrelando a simples quantificação celular a medidas rastreáveis de área (para células aderidas a substratos sólidos) ou volume (para células em suspensão em matrizes líquidas).

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