Notícia

Pílula inteligente pode rastrear marcadores biológicos importantes em tempo real

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

segunda-feira, 11 setembro 2023 13:00

Áreas

Biologia. Biomarcadores. Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Diagnóstico. Engenharia Biológica. Microbiologia. Patologia. Saúde Pública.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), da Universidade de Boston, do Brigham and Women’s Hospital, da Universidade de Chicago e da empresa Analog Devices, nos Estados Unidos, desenvolveram uma pílula inteligente  que pode mudar o jogo no diagnóstico e tratamento de doenças intestinais. Isto porque é a primeira tecnologia ingerível que pode detectar automaticamente – e reportar em tempo real – moléculas biológicas chave que podem ser indicativas de algum problema. O trabalho foi publicado na revista científica Nature.

O novo estudo avança significativamente em relação a pesquisas anteriores relatadas em uma edição de 2018 da revista Science. A pílula atual tem aproximadamente um sexto do tamanho do protótipo relatado na Science, em conformidade com formas farmacêuticas seguras e ingeríveis disponíveis no mercado. Ela também foi projetada para detectar moléculas biológicas importantes, como o óxido nítrico e subprodutos do sulfeto de hidrogênio, que são importantes sinais e mediadores da inflamação associada às doenças intestinais.

As técnicas atuais para diagnosticar doenças dentro do intestino podem ser invasivas (como a colonoscopia ou outro procedimento endoscópico) e não conseguem detectar biomarcadores moleculares de doenças em tempo real. Este último recurso é um problema porque vários biomarcadores importantes têm vida muito curta, desaparecendo antes que as técnicas atuais possam detectá-los.

A nova pílula, que foi testada com sucesso em porcos, combina bactérias vivas especialmente projetadas com componentes eletrônicos e uma pequena bateria. Quando as bactérias detectam uma molécula de interesse, elas produzem luz (as próprias bactérias também foram testadas com sucesso fora de animais e em camundongos). A eletrônica da pílula converte então essa luz em um sinal sem fio que pode ser transmitido através do corpo para um smartphone ou um computador em tempo real enquanto a pílula viaja pelo intestino.

“O funcionamento interno do intestino humano ainda é uma das fronteiras a serem descobertas pela ciência. A nossa nova pílula poderá revelar uma riqueza de informações sobre o funcionamento do corpo, a sua relação com o ambiente e o impacto das doenças e das intervenções terapêuticas”, afirmou o Dr. Timothy Lu, professor de Engenharia Biológica e de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação do MIT. O professor Lu, que também é afiliado ao Laboratório de Pesquisa de Materiais do MIT e à Senti Biosciences, é autor sênior do trabalho descrito na Nature.

Impacto potencial

Aproximadamente 7 milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de doenças inflamatórias intestinais (DII), como colite ou doença de Crohn.

“Um dos aspectos mais desafiadores do monitoramento das DII é a antecipação de crises clínicas que ocorrem frequentemente nestes pacientes e que ditam o manejo farmacológico de suas doenças. No momento, não temos biomarcadores robustos que prevejam uma crise inflamatória futura e, portanto, os pacientes muitas vezes apresentam sintomas graves que exigem hospitalização para serem adequadamente controlados”, disse o Dr. Alessio Fassano, professor da Escola de Saúde Pública da Universidade Harvard, que não esteve envolvido na pesquisa. “Este sistema pode representar uma virada de jogo no tratamento das DII em termos de diagnóstico precoce, interceptação de surtos de doenças e otimização de um plano terapêutico.”

No estudo, os pesquisadores mostraram que a pílula inteligente poderia detectar o óxido nítrico, uma molécula de vida curta que está associada a muitas DIIs. É importante ressaltar que os sensores também podem detectar diferentes concentrações de óxido nítrico. “Isso nos permitirá diferenciar entre uma situação normal e uma doença”, disse a Dra. Maria Eugenia Inda, bolsista de pós-doutorado do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e no Departamento de Engenharia Biológica do MIT. Também é importante porque os níveis de biomarcadores variam muito entre os pacientes”.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Elizabeth A. Thomson, Laboratório de Pesquisa em Materiais/MIT. Imagem: a partir da esquerda: Qijun Liu, da Universidade de Boston; Maria Eugenia Inda, do MIT, e Miguel Jimenez, do MIT, com protótipos da pílula inteligente e um frasco com a bactéria projetada, chave para o trabalho. Fonte: Divulgação, MIT.

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