Microagulhas que injetam fármacos, retiram sangue e fazem análises sem dor alguma
Com um comprimento que não anda muito longe da grossura de uma folha de papel e uma largura semelhante à de um fio de cabelo, estas liliputianas agulhas podem ser aplicadas a uma seringa ou penso. Muitas aplicações, nestas últimas duas formas, já estão disponíveis para administrar vacinas, mas há muitas outras a ser clinicamente testadas que se destinam a tratar as diabetes, o cancro e a dor neuropática.
O que torna especiais as microagulhas é a sua capacidade de chegar à segunda camada de pele do corpo humano, a epiderme, penetrando no estrato mais superficial, composto de células mortas, mas sem nunca tocar (ou apenas ao de leve) na derme, a terceira camada de pele: a zona onde estão os terminais dos nervos – responsáveis por provocar dor se a agulha aí chega –, os vasos sanguíneos e linfáticos e o tecido conectivo. Na epiderme existem células ativas e saudáveis, banhadas pelo chamado fluído intersticial, um líquido quase transparente que facilita as trocas de material orgânico das células e que se interpõe entre elas e os vasos sanguíneos.
Devido à facilidade em chegar diretamente à epiderme, ou ao início da derme (nos casos em que é preciso), a seringas e pensos com microagulhas conseguem ser mais eficientes a ministrar fármacos ao organismo do que os tradicionais pensos transdérmicos, que dependem da difusão através da pele.
Ainda este ano, foi testada uma nova técnica para tratar problemas na pele, como a psoríase, as verrugas e alguns tipos de cancro, usando microagulhas e um gel ou creme terapêutico. Basicamente, as agulhas furam a pele temporariamente, de forma suave, possibilitando a passagem do fármaco contido no gel ou creme.
Em breve deverão começar a ser comercializados outros tipos de dispositivos, à base de microagulhas, que permitem retirar amostras de sangue ou do fluído intersticial em tempo recorde e sem dor. Além do mais, se as diminutas agulhas estiverem ligadas a biossensores torna-se possível medir, no espaço de minutos e através de um dispositivo acoplado, os marcadores biológicos (nível de glucose, colesterol, álcool, células imunes e outros) que indicam o estado de saúde no geral ou de uma doença em específico.
Ao mesmo tempo, espera-se que alguns destes produtos possam ser usados em casa, por qualquer pessoa, para recolher uma amostra de sangue que depois é enviada para um laboratório, ou, se o aparelho tornar possível, fazer uma análise logo na hora. Recentemente, os EUA e a Europa aprovaram a comercialização de um dispositivo semelhante, da empresa da empresa Seventh Sense Biosystems..
Entretanto, os investigadores estão também a estudar novos dispositivos capazes de fornecer cuidados médicos personalizados. Neste caso, a tecnologia de microagulhas analisaria uma determinada molécula no sangue e usaria a informação registada para determinar a quantidade certa de uma droga que é preciso injetar no corpo da pessoa, fazendo-o em seguida.
Usar a luz do sol para transformar o dióxido de carbono em materiais do dia-a-dia
Não é alquimia, é apenas uma nova técnica de manipulação química, ainda em fase de desenvolvimento nos laboratórios científicos, que usa fotões, as partículas que compõem a luz solar, para quebrar a enorme força que mantém unidos os átomos de carbono e oxigénio numa molécula de dióxido de carbono (o CO2). A ideia passa por criar, mais tarde, “refinarias solares” capazes de produzir químicos a partir da matéria-prima que é o gás de oxigénio e carbono que resulta deste processo de separação.
Ou seja, em vez de apenas recorrer aos combustíveis fósseis para produzir os químicos que a nossa sociedade industrial e de consumo precisa, pretende-se que as emissões de CO2 derivadas desse processo sejam recicladas para o mesmo fim, o que, na prática, levaria a uma menor emissão deste gás poluente e, ainda, à sua reutilização – em vez de ser diretamente emitida para o meio-ambiente.
Esta realidade está cada vez mais perto de migrar da academia para a indústria, devido aos consideráveis avanços de engenharia que se conseguiu com uma ferramenta que faria inveja aos antigos alquimistas: os fotocatalisadores. Em poucas palavras, esta tecnologia permite um aumento da velocidade das reações químicas induzidas pela luz (os fotões), recorrendo a energia de alta intensidade, na forma de luz ultravioleta, para gerar os eletrões capazes de transformar o dióxido de carbono noutras moléculas. Estas novas moléculas criadas servem depois de base para a sintetização de produtos farmacêuticos, detergentes, fertilizantes e têxteis.
Simular digitalmente um ser humano para descobrir novas vacinas e curas
Já existem computadores e algoritmos capazes de fazer diagnósticos com uma precisão bem maior do que a dos médicos, mas agora parece haver a hipótese, assegura a Scientific American, de os próprios pacientes serem também substituídos por humanos virtuais. A pandemia global provocada pelo coronavírus SARS-CoV-2 veio pressionar ainda mais os sistemas de saúde dos Estados, pelo que, assegura a revista científica, se as réplicas digitais de humanos tivessem sido usadas durante os testes para obter uma vacina, por exemplo, poderiam ter acelerado o desenvolvimento de uma terapia preventiva e atrasado a expansão da doença. Além disso, teria sido possível descartar, logo de início, quais as que não funcionam mesmo, reduzindo os custos e a necessidade de testar em humanos.
Para aqui chegar é necessário recriar órgãos ou organismos humanos num computador, digitalmente, modelados a partir de órgãos humanos verdadeiros submetidos a técnicas de imagiologia de alta-resolução e não-invasivas, com os dados obtidos a serem depois inseridos num modelo matemático complexo, capaz de mimetizar os mecanismos que regem o funcionamento do órgão em causa. A parte fulcral é feita por algoritmos instalados em supercomputadores, dotados de uma enorme velocidade de processamento e de uma grande capacidade de memória, capazes de resolver todas as equações conhecidas e as situações desconhecidas que surjam, gerando um órgão virtual que se comporta tal e qual como um verdadeiro.
Não é ficção científica. A medicina de silício, como é conhecida – pois os transístores dos computadores são feitos deste material –, já está a ser usada em testes clínicos. Nos EUA, por exemplo, a agência federal que supervisiona e autoriza a entrada no mercado de novos fármacos e técnicas terapêuticas – a Food and Drug Administration –, está a utilizar estas simulações digitais, em vez de humanos, para avaliar novos sistemas de mamografia. A agência, entretanto, já deu a conhecer as diretrizes a seguir para quem fizer testes a fármacos e dispositivos que recorram a estes pacientes virtuais.
Mais um exemplo, para ficar convencido do potencial? Os EUA também aprovaram um serviço, o HeartFlow Analysis, que permite aos médicos identificar doenças coronárias. Essencialmente, explica a Scientific American, o sistema recorre a imagens por tomografia computorizada do coração de uma pessoa doente e, através delas, constrói um “fluído modelo dinâmico do sangue a correr através das artérias coronárias, identificando, assim, situações anormais e o seu grau de gravidade”. A diferença, neste caso, é que “sem esta tecnologia os médicos precisariam de fazer um angiograma invasivo, para determinar se deveriam, ou não, intervir”.
Não obstante, todas estas tecnologias, que recorrem a modelos matemáticos para recriar órgãos e organismos virtuais, estão dependentes do novo ouro do século XXI: os dados pessoais. Para que a sua fiabilidade e capacidade de previsão seja à prova de bala, têm de ser criadas bases de dados médicas extremamente ricas em informação, a partir de uma vasta e etnicamente diversa quantidade de pacientes, tanto homens como mulheres.