Notícia

Pesquisadores projetam lentes de contato que permitem a coleta e análise de biomarcadores lacrimais para detecção de doenças

O estudo das lágrimas pode ajudar no diagnóstico de câncer de mama, esclerose múltipla ou Parkinson

Divulgação, Universidade de Vigo

Fonte

Universidade de Vigo

Data

terça-feira, 28 junho 2022 06:45

Áreas

Biologia. Biomedicina. Biotecnologia. Diagnóstico. Engenharia Biológica. Medicina. Oftalmologia. Saúde Pública.

A análise química de lágrimas humanas ganhou grande importância nos últimos anos devido ao enorme potencial desses fluidos como fonte de biomarcadores de diversas doenças. Vários estudos sobre secreções lacrimais mostraram resultados promissores no diagnóstico de câncer de mama, esclerose múltipla, Parkinson ou fibrose cística, entre outras condições.

No entanto, para transferir esses resultados para a prática clínica é necessário lidar com dificuldades técnicas que ainda envolvem os protocolos utilizados nesse tipo de análise. Por um lado, a coleta de amostras só pode ser realizada por pessoal de saúde qualificado, com obstáculos relacionados ao paciente e ao conforto do paciente. Por outro lado, os tempos de amostragem atuais são curtos, cerca de 5 minutos, o que pode levar a um problema em termos de sensibilidade da análise, principalmente no caso de doenças que estão em estágio inicial, onde a concentração de biomarcadores geralmente é muito reduzida. Além disso, a amostra obtida deve ser submetida a uma série de procedimentos físicos e químicos antes da análise, procedimentos que não só agregam maior grau de complexidade e custo ao processo, como podem alterar os valores fisiológicos da própria amostra, ‘mascarando’ os resultados fornecidos pela análise clínica em alguns casos.

Para tentar lidar com todas essas limitações, os pesquisadores do TeamNanoTech do Centro de Pesquisas Biomédicas (Cinbio) da Universidade de Vigo, na Espanha, acabam de apresentar à sociedade uma estratégia de detecção inovadora: lentes de contato híbridas que permitem a coleta e análise de biomarcadores lacrimais para o diagnóstico, prognóstico e monitoramento de diferentes doenças.

A inovação foi publicada na revista científica Nanoscale, em artigo que é assinado pelo Dr. Miguel A. Correa-Duarte, diretor do Cinbio, e pelos pesquisadores Dr. Moisés Pérez-Lorenzo, Andrea Mariño-López (doutoranda) e Dra. Belén Vaz, juntamente com o pesquisador Dr. Ramon A. Álvarez-Puebla, da Universidade Rovira i Virgili, também na Espanha.

As lentes de contato projetadas pela equipe incorporam na sua superfície um revestimento constituído por cápsulas de dimensão nanométrica que permitem uma acumulação prolongada dos biomarcadores em estudo o que, por sua vez, facilitaria a detecção precoce e mais eficaz de diferentes doenças.

Lentes de operabilidade sem precedentes em termos de amostragem e análise

Hoje, explicaram os pesquisadores, a amostragem da lágrima é realizada em centros de saúde por pessoal especializado; mas este trabalho visa potencializar o desenvolvimento de dispositivos oculares para realizar esta coleta de amostras fora do ambiente clínico, assim como é feita com outros biofluidos.

A estratégia de detecção consiste, como explicou o pesquisador Moisés Pérez-Lorenzo, “na incorporação de cápsulas nanométricas na superfície das lentes de contato gelatinosas que permitem que os biomarcadores lacrimais em estudo se acumulem com muita eficiência”.

Assim, essas lentes oferecem várias vantagens. Por um lado, “permitem uma amostragem lacrimal de várias horas de duração, em comparação com os métodos atuais que, baseados no uso de tiras de papel ou microcapilares de vidro, se limitam a alguns minutos. Graças a isso, é possível acumular uma quantidade maior de analito, o que é ideal naqueles cenários em que a concentração de biomarcadores é baixa ou o volume de lágrimas é insuficiente.

Outro dos problemas que esta solução procura resolver é o da atividade biológica da lágrima. “É sabido que os metabólitos encontrados no fluido lacrimal sofrem uma constante transformação química devido à presença de diferentes enzimas. Para travar estas alterações e assim obter um verdadeiro ‘instantâneo’ da amostra, é necessário recorrer a procedimentos físicos e químicos que, embora possam alterar os valores fisiológicos da lágrima, são atualmente a única alternativa viável. No presente trabalho, a porosidade das nanocápsulas integradas na superfície das lentes permite que elas atuem como um ‘refúgio’, proporcionando aos biomarcadores um espaço livre de atividade enzimática. Desta forma, é possível prescindir não apenas dos protocolos de ‘desligamento’ metabólico, mas também dos procedimentos clássicos de extração. Em última análise, isso simplifica muito a análise química da lágrima.

Graças a esse avanço, os métodos tradicionais de tratamento de amostras tornam-se dispensáveis, o que reduz significativamente o tempo e o custo da análise. Outra vantagem proporcionada por estas estruturas capsulares é que conseguem potenciar o sinal característico de cada biomarcador, permitindo obter um ‘retrato’ fisiológico preciso da amostra em estudo, mesmo quando as concentrações das moléculas estudadas são muito baixas. Todas essas funcionalidades transformam essas lentes de contato híbridas em dispositivos médicos promissores para a coleta e análise de biomarcadores lacrimais e, portanto, para o diagnóstico, prognóstico e monitoramento de diferentes doenças.

Síndrome do olho seco

Embora os estudos sobre a secreção lacrimal tenham mostrado resultados promissores no diagnóstico de diversas doenças, a pesquisa liderada por Cinbio tem como foco a síndrome do olho seco, doença que, segundo estudos epidemiológicos, apresenta alto índice de prevalência na população mundial. De qualquer forma, esses nanossensores podem ser úteis em outros cenários com as devidas modificações. Nesse sentido, a inclusão de elementos de reconhecimento molecular aumentaria muito a capacidade de detecção desses sistemas.

Como funcionam as lentes

Experimentos realizados em laboratório, simulando a taxa de secreção da lágrima basal, mostram um alto grau de acúmulo de analitos após 10 a 12 horas, tempo semelhante ao recomendado para pessoas que usam lentes de contato gelatinosas comerciais. Isso implica que esses dispositivos podem ser usados ​​de maneira equivalente à de uma lente convencional. Uma vez obtida a amostra, ela seria entregue para análise, que neste caso seria realizada por meio de espectroscopia Raman, uma técnica de identificação muito eficiente, pois permite obter uma “impressão digital” de uma ampla gama de espécies químicas.

A portabilidade dos equipamentos necessários à utilização desta técnica facilitaria futuramente a sua implementação no sistema de saúde. De fato, os pesquisadores estão confiantes nessa real aplicabilidade, que consideram ‘perfeitamente viável’, embora a implementação de tais avanços esteja sujeita ao interesse dos investidores em realizar o desenvolvimento industrial desses dispositivos.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Vigo (em espanhol).

Fonte: Universidade de Vigo. Imagem: Dra. Andrea Mariño-López no laboratório. Fonte: Divulgação, Universidade de Vigo.

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