Células comandadas por smartphone mantêm o diabetes sob controle

Smartphones já podem controlar casas e carros, e diagnosticar doenças. Pesquisadores chineses e suíços agora mostram que um smartphone pode comandar células implantadas em ratos diabéticos para produzir insulina.

Os pesquisadores demonstraram um sistema inteligente fechado em que um glicosímetro digital transmite dados sobre os níveis de glicose no sangue dos roedores para um smartphone, processa os dados e, em seguida, sinaliza as células implantadas para entregar insulina. Este é um passo rumo a “uma nova era de medicina de precisão digitalizada personalizada”, diz Haifeng Ye da Universidade Normal da China Oriental, que liderou o trabalho relatado na Science.

Terapias baseadas em células são uma nova opção de tratamento médico radical que está sendo investigado por pesquisadores. A ideia é transformar as células em armas de combate às doenças, engendrando-as para produzir produtos químicos e proteínas terapêuticas que elas produzem uma vez implantadas no corpo. Os glóbulos brancos vivos, por exemplo, foram projetados para combater o câncer, o HIV e outras doenças. Centenas de terapias celulares estão sendo submetidas a ensaios clínicos. Mas nenhuma pode ser controlada de fora do corpo.

Ye e seus colegas criaram uma maneira inovadora de adicionar inteligência à terapia baseada em células. Eles escolheram o diabetes como a doença-alvo.

Inicialmente inseriram proteínas bacterianas sensíveis à luz em células de mamíferos. Quando exposta à luz infra-vermelha (comprimento de onda de cerca de 730 nanômetros), a proteína ativou uma via genética que fez com que as células viessem a produzir insulina.

Depois desse sucesso, eles fizeram dispositivos de tamanho de moeda de dez centavos em que bobinas circulares de recepção de energia envolviam um hidrogel que eram incorporadas às células projetadas e aos LEDs infra-vermelhos. Estes dispositivos foram implantados sob a pele de ratinhos diabéticos. Quando uma bobina de transmissão externa era ligada sem fios aos LEDs através de indução eletromagnética, sua luz ativava as células para produzir insulina nos animais.

A equipe desenvolveu três coisas para controlar remotamente as células projetadas: um glicosímetro Bluetooth ativo, um aplicativo para smartphones baseado em Android e uma caixa de controle inteligente que controla a bobina transmissora de energia.

Quando os pesquisadores colocaram amostras de sangue de ratos no glicosímetro , ele enviava medições para o smartphone via Bluetooth. O aplicativo do telefone compara esses níveis com um limite predefinido e, em seguida, sinaliza a caixa de controle para ativar a bobina do transmissor de energia, que liga os LEDs por tempo suficiente para que o implante celular forneça a quantidade certa de insulina.

A glicemia do animal baixou tipicamente para níveis não-diabéticos dentro de duas horas da irradiação. O sistema manteve a concentração de glicose no sangue em ratos durante 15 dias sem quaisquer efeitos secundários. Depois disso, poderia ser substituída, diz Ye, mas “um desempenho muito mais longo ou qual a freqüência de substituição do implante precisa ser objeto de mais pesquisas em humanos”.

Uma grande limitação do sistema é que ele precisa de amostras de sangue colocadas manualmente. Outra é que os animais precisam estar perto da bobina transmissora e serem expostos à radiação EM para ligar os LEDs.

Porém um pouco mais de engenharia poderia produzir um sistema de monitoramento e tratamento da diabetes que seja totalmente automático e portátil. Um monitor de glicose contínuo (CGM) poderia enviar medições de açúcar no sangue para o telefone do usuário. O telefone desencadearia uma pulseira com bateria LED iluminar as células produtoras de insulina implantadas.

 

http://spectrum.ieee.org/


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