Cientistas criam pequenos robôs capazes de achar e tratar câncer

Dispositivos viajam profundamente nos pulmões até chegar às células tumorais. Teste com órgão humano tem resultado promissor, e criadores cogitam o uso da solução contra outros problemas de saúde

Amanda Gonçalves*

postado em 31/07/2023 06:00

Demonstração de robô bimanual para cirurgia da base do crânio - (crédito: STORM Lab, University of Leeds)

A intervenção cirúrgica é o tratamento padrão no estágio inicial do câncer de pulmão de células não pequenas, o tipo mais comum da doença. No entanto, o procedimento pode levar à remoção significativa de tecido pulmonar. Uma nova tecnologia minimamente invasiva desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Leeds, na Inglaterra, promete vencer esse obstáculo. Segundo os criadores, ela é capaz de viajar 37% mais fundo nos pulmões, comparada ao equipamento padrão, e, pelo seu formato e seu funcionamento, causa menos danos ao órgão.

O robô tem 2 milímetros de diâmetro, formato de tentáculos e é feito de silicone, o que o torna macio. Ímãs montados em braços robóticos fora do corpo do paciente são usados para guiar o minúsculo dispositivo, possibilitando a circulação em áreas periféricas dos pulmões e evitando lesões. Detalhes do trabalho foram publicados, neste mês, na revista Nature Engineering Communications.

Giovanni Pittiglio, coautor do estudo, conta que o objetivo da pesquisa era desenvolver uma tecnologia capaz de atingir os menores brônquios e aprimorar o tratamento do câncer de pulmão. "Nossa equipe desenvolveu robôs magnéticos por muitos anos para ir mais fundo na anatomia, como em nossa plataforma de colonoscopia magnética, e para diagnosticar e tratar tumores", relata.

Segundo Pittiglio, a equipe explorou diversos materiais para tornar os robôs-tentáculos mais flexíveis e funcionando por meio de magnetismo. "Estudamos diferentes combinações de partículas magnéticas e materiais semelhantes a silicone para obter o melhor compromisso entre conteúdo magnético e flexibilidade", explica.

Para testar a tecnologia, os pesquisadores aplicaram os robôs-tentáculos nos pulmões de um cadáver. Os dispositivos navegaram, com sucesso, em três ramos dos brônquios esquerdos, em comparação com os resultados obtidos com o uso de cateter padrão. Segundo os criadores, a performance corresponde a uma melhora média na profundidade de navegação de 37%. Além disso, houve deformação mínima do tecido pulmonar, indicando o potencial da tecnologia para ajudar a alvejar apenas células malignas sem comprometer tecidos saudáveis.

Pittiglio considera que a tecnologia tem potencial para ajudar no tratamento de outras doenças. "Existem muitos locais na anatomia que se beneficiam de robôs de tamanho pequeno, como o coração e os pequenos vasos. Nessas áreas anatômicas, os pequenos robôs acionados magneticamente podem ser ferramentas de diagnóstico ou terapêuticas para arritmia cardíaca, tratamento de acidente vascular cerebral (AVC) e muitos outros", indica.

A equipe também testou o uso da solução tecnológica em conjunto, mas executando funções distintas — mover uma câmera e controlar um laser durante a remoção de um tumor. Em uma réplica de um crânio humano, a equipe testou, com sucesso, o uso dos dispositivos para remover um tumor benigno na glândula pituitária. segundo eles, a simulação provou, pela primeira vez, que é possível controlar dois dos robôs em uma área confinada do corpo.

"Essa é uma contribuição significativa para o campo da robótica controlada magneticamente. Nossas descobertas mostram que procedimentos diagnósticos com uma câmera, bem como procedimentos cirúrgicos completos, podem ser realizados em pequenos espaços anatômicos", enfatiza, em nota, a principal autora do artigo, Zaneta Koszowska.

Limites

Na avaliação de Yuri Cesar de Toledo, professor de engenharia do Instituto Federal de Brasília (IFB), o conceito de robôs-tentáculos tem potencial para ser aplicado além da biomedicina. "A tecnologia pode ser aplicada em instalações industriais ou residenciais, como na investigação de falhas na rede elétrica ou na rede hidráulica", sugere. "Porém, estaria limitada a processos superficiais e em estruturas não metálicas porque é necessário guiá-la com um sinal magnético, o que tem limites operacionais."

Toledo explica que o sinal magnético não é completamente eliminado quando desligado, uma característica que permite, por exemplo, a realização do exame da ressonância magnética. "O corpo humano se torna uma fonte de ruído durante os processos cirúrgicos, e tecidos mais hidratados demoram mais tempo para carregar ou emitir esses sinais, o que ajuda no começo do procedimento, mas prejudica em operações mais longas", detalha.

Outra dificuldade na utilização médica do dispositivo, segundo professor da IFB, seria com pacientes que têm implantes cirúrgicos."O corpo humano permite a passagem do sinal magnético, mas em casos de pessoas que têm próteses ou aparelhos como o marcapasso, por exemplo, os robôs podem servir como desvios desse sinal."

Filipe Tôrres, engenheiro biomédico pela Universidade de Brasília (UnB) e membro do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), indica a necessidade de realização de mais testes para que a tecnologia possa ser aplicada em humanos. "Ainda são pesquisas muito iniciais, além de ser uma tecnologia complexa. Quando se trata de saúde, tudo deve ser bem testado e provado", justifica. "A tecnologia ainda é relativamente escassa e cara. Deve demorar um tempo para termos em massa", acredita.

Até o momento, os dispositivos foram testados em simuladores anatômicos e modelos cadavéricos. Segundo Pittiglio, a equipe está coletando todos os dados que permitirão iniciar os ensaios clínicos. "A prova final será fornecida por estudos em modelos que consideram o movimento do corpo, a respiração e outros fatores. Estudos futuros devem considerar modelos humanos mais realistas e avançar para aplicações clínicas", antecipa.

*Estagiária sob a supervisão de Carmen Souza

Palavra de especialista: Yuri Cesar de Toledo, professor de engenharia do Instituto Federal de Brasília (IFP)

"O robô magnético possibilita realizar exames e procedimentos sem causar lesões desnecessárias aos pacientes. Pode-se destacar pacientes debilitados emocionalmente e/ou fisicamente que passam por procedimentos que demandam o uso de anestésicos. Além disso, há os traumas, os transtornos e a recuperação desses procedimentos. Outra grande contribuição vem no processo cirúrgico em locais de difícil acesso. Em muitos casos cirúrgicos, a única alternativa é a radiocirurgia, que demanda doses de radiação que atravessam todos os tecidos até acertar o alvo. O alvo é eliminado, mas todos os tecidos que participaram do trajeto desses disparos também sofrem pequenos danos. E é aqui que o robô ganha um grande destaque, pois ele pode ser alternativa cirúrgica à radiocirurgia em alguns casos."

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  Experimentos avaliaram desempenho em cirurgias para tumores nos pulmões e no cérebro: melhora média na profundidade de navegação de 37% Foto: Fotos: STORM Lab, University of Leeds
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  Giovanni Pittiglio, coautor do estudo. Foto: Giovanni Pittiglio