Integração de sistemas microfisiológicos com modelagem dupla computacional e digital para desenvolvimento farmacêutico: uma revisão sistemática

Revisão sistemáticaNível 1 · Evidência consolidadaJournal of pharmacy & pharmaceutical sciences : a publication of the Canadian Society for Pharmaceutical Sciences, Societe canadienne des sciences pharmaceutiques4 set 20260 citações

O que aconteceu

A indústria farmacêutica enfrenta uma crise de produtividade, com apenas 10% dos candidatos chegando a aprovação e custos de desenvolvimento superiores a US$ 1-2 bilhões por medicamento. Modelos pré-clínicos tradicionais, particularmente estudos em animais, mostram validade preditiva limitada para desfechos humanos. Os sistemas microfisiológicos (MPS), incluindo os dispositivos órgão-em-chip, integrados com modelagem computacional dupla digital, oferecem uma rota promissora para melhorar a previsão translacional, mas não existe uma avaliação sistemática. Identificar, avaliar e sintetizar a literatura publicada sobre integração de MPS com modelagem computacional gemelar digital para desenvolvimento farmacêutico. Seguindo as diretrizes PRISMA 2020 (PROSPERO: CRD420251274941), PubMed e Europe PMC foram pesquisados de janeiro de 2010 a dezembro de 2025. Foram incluídos estudos que integrassem plataformas MPS com modelos computacionais (PBPK, QSP, IVIVE, PK/PD ou machine learning). Foi aplicada triagem automatizada em dois estágios com verificação independente por dois pesquisadores. Extração de dados captados sistemas de órgãos, tipos de modelos, plataformas, abordagens de validação, parâmetros farmacocinéticos, software e considerações econômicas.

O que encontraram

Dos 2.044 prontuários, 123 estudos atenderam aos critérios de inclusão. A atividade de publicação cresceu de forma exponencial (CAGR 35%), com 38,2% publicados em 2024-2025. O fígado foi o órgão mais representado (30,9%), seguido de vasculatura (19,5%), intestino (18,7%) e componentes imunes (17,1%). PBPK foi a abordagem computacional predominante (18,7%), seguida por PK (12,2%), IVIVE (12,2%) e machine learning (9,8%). Comercialmente, a Emulate liderou (55,8%), depois Mimetas (23,3%) e CN Bio (19,2%); as plataformas personalizadas/acadêmicas foram compostas por 74,2%. A validação foi robusta, com 95,8% discutindo comparações de dados clínicos e 77,5% relatando erro médio de dobra. Apenas fígado-PBPK e fígado-PK qualificado como combinações estabelecidas (> 5 estudos), com muitos pares de órgãos-modelo não explorados. Os sistemas multi-órgãos mostraram adoção acelerada após 2021. Os temas econômicos foram discutidos qualitativamente, mas as análises econômicas formais de saúde estavam ausentes.

Por que isso importa

A integração gemelar MPS digital amadureceu de um conceito emergente para um paradigma de pesquisa com valor translacional demonstrado. As práticas de validação são fortes e alinhadas com as expectativas regulatórias, apoiadas pelo FDA Modernization Act 2.0 e pela aceitação da tecnologia Fiver-Chip pelo programa ISTAND. Aplicações focadas no fígado são as mais maduras e devem servir como modelo de expansão. As lacunas prioritárias incluem a integração computacional do MPS renal, pulmonar e cerebral, sistemas multi-orgânicos e análises econômicas rigorosas da saúde. A padronização contínua e o engajamento regulatório serão essenciais para realizar o potencial dessa abordagem.

Tradução automática do resumo original, publicado em Journal of pharmacy & pharmaceutical sciences : a publication of the Canadian Society for Pharmaceutical Sciences, Societe canadienne des sciences pharmaceutiques sob licença CC BY. Os números são conferidos contra o original; siglas e termos técnicos podem variar.