Há cerca de cinco anos, poderia parecer, ainda, ficção científica. Mas a chamada medicina bioeletrônica já saiu do campo das ideias para se tornar uma prática em laboratórios. Agora, uma equipe de pesquisadores norte-americanos anunciou que conseguiu reverter uma condição dolorosa e, muitas vezes, incapacitante graças a esse tipo de tecnologia: a bexiga neurogênica. Pessoas com o distúrbio não conseguem controlar o órgão e, com isso, tornam-se incontinentes ou podem ter urgência para urinar mesmo com pouca quantidade de líquido acumulado. Algumas também apresentam os dois problemas simultaneamente.
Em modelos animais, neurocientistas e engenheiros restauraram a função da bexiga com um pequeno dispositivo implantável e macio, que detecta a atividade anormal no órgão e, com a ajuda de minúsculos LEDs biointegrados, evita a urgência de urinar. Todos os materiais são compatíveis com os tecidos do corpo e não sofrem rejeição, destacam os pesquisadores, que publicaram o resultado na revista Nature. De acordo com o engenheiro da Universidade de Northwestern John Rogers, trata-se de um sistema bio-óptico em miniatura que, ao contrário de abordagens testadas anteriormente baseadas nas tecnologias bioeletrônicas, consegue atingir um órgão especificamente ; nesse caso, a bexiga ; e, assim, evita efeitos colaterais.
Com 1cm de diâmetro, o sistema autorregulável ; só é ativado quando detecta a necessidade de agir ; é composto por um sensor que monitora o volume da bexiga; um par de LEDs que enviam os feixes de luz para a bexiga, permitindo o controle optogenético; uma unidade sem fio que leva energia ao sistema; e um dispositivo de monitoramento de dados. Nos ratos que serviram de modelo para o estudo, não houve inflamações ou alterações no peso e/ou no movimento sete dias depois do implante, sugerindo que ele foi bem tolerado pelo organismo.
O sistema identifica automaticamente e em tempo real padrões patológicos associados ao ato de urinar. Os LEDs estimulam, por meio da luz, nervos específicos da bexiga em resposta à alteração. Dessa forma, o funcionamento normal do órgão é restabelecido. Segundo os autores do trabalho, há pelo menos três décadas, medicamentos e técnicas de estimulação elétrica do nervo tibial, localizado na perna, com implantes subcutâneos, ajudam a controlar a atividade da bexiga. Porém, um efeito colateral é interferir na sinalização normal do nervo para outros órgãos.
;Dispositivos mais antigos são eficazes no controle da incontinência e na urgência de urinar, mas há efeitos colaterais, porque eles não conseguem ser específicos, mirando apenas o órgão necessário;, explica Robert W. Gereau, professor de anestesiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Washington, um dos pesquisadores responsáveis pelo estudo. Como o sistema desenvolvido agora atua diretamente na bexiga, não há risco, segundo ele, de a estimulação do nervo atingir outros órgãos.
Cirurgia simples
O procedimento cirúrgico é simples e consiste em implantar o dispositivo ao redor da bexiga, como se fosse um cinto. À medida que o órgão enche ou esvazia, o cinturão expande ou contrai. Para que o LED envie o sinal de luz exatamente ao nervo que se quer estimular, os pesquisadores injetaram uma proteína fosforescente chamada opsina na bexiga dos ratos. Ao sinal de luz, a substância ;acende;, permitindo aos cientistas ativar as células nervosas alvo da terapia.
As informações sobre o padrão de urinação são enviadas aos cientistas por bluetooth, desde o sistema implantado no órgão até um equipamento externo portátil, que utiliza um algoritmo simples para detectar se a bexiga está cheia, se foi esvaziada e se o animal urina com frequência anormal. ;Quando ele está esvaziando a urina muitas vezes, o dispositivo externo envia, também por bluetooth, um sinal que ativa os micro-LEDs implantados na bexiga. Isso faz os neurônios sensoriais brilharem, restaurando a função normal do órgão;, diz Gereau.
Outras aplicações
O pesquisador ressalta que, embora animadora, a abordagem precisa ser testada em modelos maiores e, depois, em humanos, para atestar segurança e eficácia. Caso funcione, a tecnologia poderia ser usada em outras partes do corpo com diversas aplicações. ;Pode, por exemplo, tratar dor crônica ou diabetes, estimulando as células pancreáticas a secretar insulina;, diz. Uma dificuldade maior para realizar os estudos em outros animais é que ainda não se sabe como enviar a proteína fosforescente ao órgão. No caso dos ratos, os cientistas usaram um vírus modificado geneticamente para transportar a substância. Porém, a estratégia pode não ser segura para humanos, observam.
Ainda que sejam necessários diversos ajustes antes de começarem estudos com humanos, o engenheiro John Rogers, da Universidade de Northwestern, está animado com os resultados. ;Esse exemplo reúne elementos-chaves de sistemas autônomos e implantáveis que podem operar em sincronia com o corpo para melhorar a saúde: um sensor biofísico de precisão, um sensor de atividade do órgão, um meio não invasivo de modular essa atividade, um módulo de comunicação e controle sem fio e algoritmos de análise de dados;, diz Rogers, também autor do trabalho.
Em um artigo publicado na Nature, Ellen T. Roche, pesquisadora do Instituto de Engenharia Médica e Ciência do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), destacou a importância do trabalho. ;Esse estudo fornece uma demonstração incrível de como um sistema autorregulável completo pode sentir e controlar a função dos órgãos;, escreveu. ;Se a abordagem da optogenética for aprovada para aplicações clínicas específicas, esse tipo de sistema poderá desempenhar um papel essencial e transformador para tratar doenças humanas;, concluiu.