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Engenheiros do Instituto de Tecnologia da Geórgia e da Universidade de Stanford, ambos nos EUA, criaram dispositivo autônomo com sensor elástico e flexível, que adere à pele e detecta a mudança de tamanho de tumores subcutâneos.
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O gadget é não invasivo, opera à bateria e é sensível a um centésimo de milímetro (dez micrômetros), podendo transmitir o resultado em tempo real para um aplicativo para smartphone com um simples apertar de botão.
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Os engenheiros o nomearam de FAST (Flexible Autonomous Sensor measuring Tumors, ou Sensor Autônomo Flexível medidor de Tumores, em português). Os criadores dizem que o dispositivo representa “uma maneira totalmente nova, rápida, barata, sem as mãos e precisa de testar a eficácia de medicamentos contra o câncer. Em uma escala maior, poderia levar a novas direções promissoras no tratamento do câncer”.
Todos os anos, os pesquisadores testam milhares de medicamentos contra o câncer em camundongos com tumores subcutâneos. Poucos chegam a pacientes humanos e o processo para encontrar novas terapias é lento, pois as tecnologias para medir a regressão tumoral do tratamento medicamentoso levam semanas para ler uma resposta.
A variação biológica inerente dos tumores, as deficiências das abordagens de medição existentes e os tamanhos de amostra relativamente pequenos tornam a triagem de drogas difícil e trabalhosa.
“Em alguns casos, os tumores sob observação devem ser medidos à mão com paquímetros”, diz Alex Abramson, primeiro autor do estudo e pós-doutorado no laboratório de Zhenan Bao na Escolha de Engenharia Stanford e, agora, professor assistente na Georgia Tech.
O uso de pinças de metal para medir tecidos moles não é ideal e as abordagens radiológicas não podem fornecer o tipo de dados contínuos necessários para avaliação em tempo real.
O FAST pode detectar alterações no volume do tumor na escala de minutos, enquanto as medições de calibre e bioluminescência geralmente exigem períodos de observação de semanas para ler as alterações no tamanho do tumor.
O sensor do FAST é composto por um polímero semelhante a uma pele flexível e extensível, que inclui camada incorporada de circuitos de ouro.
Este sensor está conectado a uma pequena mochila eletrônica projetada pelos coautores Yasser Khan e Naoji Matsuhisa. O dispositivo mede a tensão na membrana – o quanto ela estica ou encolhe – e transmite esses dados para um smartphone.
Usando a mochila FAST, as terapias potenciais que estão ligadas à regressão do tamanho do tumor podem ser excluídas, com rapidez e confiança, como ineficazes ou aceleradas para estudos adicionais.
Os pesquisadores dizem que o novo dispositivo oferece pelo menos três avanços significativos. Primeiro, ele fornece monitoramento contínuo, pois o sensor está fisicamente conectado ao mouse e permanece no local durante todo o período experimental.
Em segundo lugar, o sensor flexível envolve o tumor e, portanto, é capaz de medir mudanças de forma que são difíceis de discernir com outros métodos. Terceiro, o FAST é autônomo e não invasivo. Ele é conectado à pele, não muito diferente de um curativo, operado por bateria e conectado sem fio.
O mouse é livre para se mover sem a interferência do dispositivo ou dos fios e os cientistas não precisam manusear ativamente os mouses após a colocação do sensor. Os pacotes FAST também são reutilizáveis, custam US$ 60 ou mais para montar e podem ser anexados ao mouse em minutos.
A inovação está no material eletrônico flexível do FAST. Revestido em cima do polímero semelhante a uma pele está uma camada de ouro, que, quando esticada, desenvolve pequenas rachaduras que alteram a condutividade elétrica do material.
Esticar o material aumenta o número de rachaduras, fazendo com que a resistência eletrônica no sensor também aumente. Quando o material se contrai, as rachaduras voltam a entrar em contato e a condutividade melhora.
Obstáculos e preocupações
Um obstáculo que os pesquisadores tiveram que superar foi a preocupação de que o próprio sensor pudesse comprometer as medições aplicando pressão indevida ao tumor, efetivamente espremendo-o. Para contornar esse risco, eles combinaram cuidadosamente as propriedades mecânicas do material flexível com a própria pele para tornar o sensor tão flexível quanto a epiderme.
“É um design ‘enganosamente’ simples”, atestou Abrahamson, “mas tais vantagens inerentes deverão ser muito interessantes para as comunidades farmacêuticas e oncológicas. O FAST pode automatizar e reduzir significantemente o custo do processo de triagem de terapias contra o câncer.
Com informações de Medical Xpress
Imagem destacada: Divulgação/Universidade de Stanford
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