Um novo dispositivo vestível pode detectar o câncer com mais precisão
Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram e agora estão testando um dispositivo que eles chamam de “o epítome da medicina de precisão” que detecta o câncer no sangue circulante.
“Ninguém quer fazer uma biópsia”, diz o Dr. Daniel Hayes, o Stuart B. Padnos, Professor de Pesquisa do Câncer de Mama da Universidade de Michigan Rogel Cancer Center em Ann Arbor.
As biópsias são invasivas e podem ser desconfortáveis, mas atualmente são o método mais preciso para determinar se uma pessoa tem câncer ou não.
Mas, sugere o Dr. Hayes, “Se pudéssemos obter células cancerosas suficientes do sangue, poderíamos usá-las para aprender sobre a biologia do tumor e cuidar diretamente dos pacientes”.
O Dr. Hayes e sua equipe desenvolveram recentemente um dispositivo vestível que pode "filtrar" o sangue circulante em busca de células cancerosas que - se passar em todos os testes - poderia substituir as biópsias líquidas, onde os profissionais de saúde coletam amostras de sangue ou urina de indivíduos para procurar marcadores Câncer.
Os tumores cancerosos liberam células no sangue, o que significa que, pelo menos em teoria, ao colher uma amostra de sangue e analisá-la, um especialista deve ser capaz de detectar a presença de câncer.
No entanto, é mais fácil falar do que fazer, uma vez que, mesmo em pessoas com tumores malignos, as amostras de sangue podem não revelar muito, ou nada, pois as células cancerosas que seus tumores liberam no sangue circulam rapidamente e podem não aparecer em um única amostra de sangue.
Estimulado por essa complicação, o Dr. Hayes e seus colegas da Universidade de Michigan criaram um dispositivo que pode fazer todo o trabalho dos testes de biópsia líquida, mas na verdade "escaneando" a corrente sanguínea em busca de células cancerosas.
Por enquanto, a equipe testou este dispositivo em cães e relata as descobertas no jornal Nature Communications.
Desafios para alcançar um design eficaz
Os pesquisadores explicam que, embora a maioria das células cancerosas que acabam na corrente sanguínea não sobrevivam por muito tempo, aquelas que sobrevivem podem acabar em diferentes partes do corpo e formar um novo tumor metastático.
Crédito da imagem: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Por esse motivo, é importante detectar a presença do câncer o mais rápido possível e tratá-lo adequadamente, evitando que se espalhe e cause maiores danos.
Quando eles decidiram tentar desenvolver um dispositivo vestível para o rastreamento de células cancerosas no sangue, o Dr. Hayes e seus colegas enfrentaram uma série de obstáculos que tiveram que contornar.
Em primeiro lugar, o dispositivo tem cerca de 2 por 2,75 por 1 polegada de tamanho, mas deve se adequar a toda a tecnologia de triagem e análise de sangue que normalmente equivale a máquinas da altura de uma mesa. Em seguida, eles tiveram que encontrar maneiras de tornar este dispositivo vestível eficaz e seguro.
“As partes mais desafiadoras foram integrar todos os componentes em um único dispositivo e, em seguida, garantir que o sangue não coagularia, que as células não obstruiriam o chip e que todo o dispositivo seria completamente estéril”, explica o primeiro autor do estudo , Tae Hyun Kim, Ph.D.
A equipe propôs algumas soluções criativas para todos esses problemas. Em primeiro lugar, eles encontraram uma maneira de misturar o sangue que corre pelo dispositivo com um anticoagulante (agente anti-coagulação do sangue) - heparina. Então, eles descobriram uma maneira de garantir que o dispositivo permanecesse estéril sem afetar os anticorpos no chip que ajudam a identificar as células cancerosas.
Quanto ao chip que fica no núcleo deste dispositivo, os pesquisadores explicam que ele usa óxido de grafeno para criar um mecanismo de "filtragem" com anticorpos capazes de capturar mais de 80 por cento das células cancerosas presentes no sangue.
‘O epítome da medicina de precisão’
Para testar este dispositivo, os pesquisadores trabalharam com cães saudáveis que injetaram células cancerosas humanas. A equipe reafirma que esse tratamento não tem efeito de longo prazo nos animais cujo sistema imunológico se livra das células estranhas poucas horas após a injeção.
Em seu experimento, os pesquisadores deram aos cães sedativos leves, durante as primeiras horas após as injeções de células cancerosas, e então eles ajustaram os dispositivos de triagem.
Além disso, a equipe coletou amostras de sangue de cada animal a cada 20 minutos, e as rastreou em busca de células cancerosas separadamente, usando chips com o mesmo design daqueles inseridos nos dispositivos experimentais.
Os pesquisadores descobriram que o dispositivo vestível identificou e coletou 3,5 vezes mais células cancerosas por mililitro de sangue do que o mesmo chip fez ao “escanear” amostras de sangue in vitro.
“É a diferença entre ter uma câmera de segurança que tira uma foto de uma porta a cada cinco minutos ou grava um vídeo. Se um intruso entrar entre os instantâneos, você não saberia sobre isso ”, diz a co-autora do estudo, Sunitha Nagrath, Ph.D.
Em estudos futuros, os pesquisadores pretendem aperfeiçoar o dispositivo vestível, aumentando sua taxa de processamento de sangue. Para testá-lo ainda mais, em um contexto mais realista, os pesquisadores planejam usá-lo em cães que já têm câncer.
Embora o novo dispositivo tenha se mostrado muito promissor, o Dr. Hayes acredita que ainda há um tempo até que ele se torne disponível para os humanos. Ele estima que a equipe poderá conduzir estudos clínicos em participantes humanos dentro de 3 a 5 anos.
“Este é o epítome da medicina de precisão, que é tão empolgante no campo da oncologia agora.”
Dr. Daniel Hayes
