Pesquisadores do MIT (Massachusetts
Institute of Technology), nos Estados Unidos, construíram um sensor
ingerível equipado com bactérias geneticamente modificadas, com o intuito de
diagnosticar hemorragias no estômago ou outros problemas gastrointestinais.
As "bactérias em
um chip" combinam sensores feitos de células vivas com componentes
eletrônicos de baixíssima potência, que convertem a resposta bacteriana em um
sinal sem fio possível de ser lido por um smartphone.
"Ao combinarmos
sensores biológicos projetados com a eletrônica sem fio de baixa potência,
podemos detectar sinais biológicos no corpo quase em tempo real, permitindo
novas capacidades de diagnóstico para aplicações de saúde humana", disse
Timothy Lu, professor associado de engenharia elétrica do MIT.
No novo estudo,
publicado na Science, os pesquisadores
criaram sensores que respondem ao heme, um componente do sangue, apontando a
presença dele. Eles também projetaram sensores que podem responder a uma
molécula que é um marcador de inflamação.
Comunicação sem fio
Para a demonstração
inicial, os pesquisadores se concentraram no sangramento no trato
gastrointestinal. Eles projetaram uma cepa probiótica de E. coli para expressar
um circuito genético que faz com que a bactéria emita luz quando encontra o
heme.
Colocaram, então, as
bactérias em quatro poços em seu sensor personalizado, coberto por uma membrana
semipermeável que permite que pequenas moléculas do ambiente circundante se
difundam. Debaixo de cada poço está um fototransistor que pode medir a
quantidade de luz produzida pelas células bacterianas e retransmitir a
informação para um microprocessador que envia um sinal sem fio para um
computador ou smartphone próximo.
Os pesquisadores também
criaram um aplicativo para Android que pode ser usado para analisar os dados. O
sensor, que é um cilindro de cerca de 1,5 polegadas de comprimento, requer
cerca de 13 microwatts de energia. Eles equiparam o sensor com uma bateria de
2,7 volts, que estimam poder alimentar o dispositivo por cerca de um mês e meio
de uso contínuo.
Diagnosticando a
doença.
Os pesquisadores
testaram o sensor ingerível em porcos e mostraram que poderia determinar
corretamente se algum sangue estava presente no estômago. Eles antecipam que
este tipo de sensor pode ser usado para uso único ou projetado para permanecer
no trato digestivo por vários dias ou semanas, enviando sinais contínuos.
Atualmente, se houver
suspeita de sangramento por úlcera gástrica, os pacientes devem fazer uma
endoscopia para diagnosticar o problema, o que muitas vezes exige que o
paciente seja sedado.
"O objetivo com
este sensor é que você seria capaz de contornar um procedimento desnecessário,
apenas ingerindo a cápsula, e dentro de um período relativamente curto de tempo
saberia a ocorrência ou não de um eventual sangramento", diz.
Para ajudar a levar a
tecnologia ao uso do paciente, os pesquisadores planejam reduzir o tamanho do
sensor e estudar por quanto tempo as células das bactérias podem sobreviver no
trato digestivo. Eles também esperam desenvolver sensores para condições
gastrointestinais além do sangramento.
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