Tecnologia quântica para observar interações entre células cancerígenas e imunológicas.
Um projeto revolucionário de sensoriamento quântico, que pode transformar o tratamento do câncer ao rastrear como as células imunológicas interagem com tumores, recebeu um prestigioso Future Leaders Fellowship, no valor de £ 2 milhões.
A bolsa de quatro anos, financiada pela UK Research and Innovation, concentra-se em um problema crítico: células do sistema imunológico frequentemente falham ao encontrar tecidos cancerígenos porque o ambiente tumoral desregula seu metabolismo. O projeto pioneiro poderá viabilizar o desenvolvimento de terapias oncológicas mais eficazes e personalizadas, além de fornecer ferramentas para diagnóstico precoce e avaliação de medicamentos anticâncer.
Sensores quânticos para entender a falha das imunoterapias
A Dra. Aldona Mzyk utilizará sensores quânticos — dispositivos que exploram propriedades da física quântica para detectar mudanças extremamente pequenas — para compreender por que as imunoterapias contra o câncer funcionam em alguns pacientes, mas não em outros.
Esses sensores são capazes de detectar alterações moleculares dentro de células vivas com precisão extraordinária, medindo mudanças em escalas milhares de vezes menores que a largura de um fio de cabelo humano. O projeto da Dra. Mzyk empregará sensores do tamanho de um único elétron para investigar sinais magnéticos emitidos por radicais livres — moléculas altamente reativas que desempenham papéis essenciais no metabolismo celular e no desenvolvimento de doenças.
Um grande desafio no tratamento do câncer
A pesquisa aborda um dos maiores desafios da oncologia moderna. Embora células imunológicas modificadas em laboratório, conhecidas como CAR-T, tenham sido bem-sucedidas no tratamento de cânceres hematológicos, como leucemia e linfoma, elas funcionam em menos da metade dos casos de tumores sólidos, como câncer de mama, pulmão ou intestino.
Essa limitação ocorre porque o tecido cancerígeno consome os recursos disponíveis e produz metabólitos que levam à disfunção das células imunológicas.
A Dra. Aldona Mzyk atuou como pesquisadora na Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), em Copenhague, e em breve passará a integrar o Instituto de Fotônica e Ciências Quânticas, vinculado à Escola de Engenharia e Ciências Físicas da Universidade Heriot-Watt.
Segundo ela:
“A cada minuto, dezessete pessoas morrem de câncer no mundo. Sabemos que a falha das células imunológicas está relacionada a mudanças metabólicas que ocorrem quando elas interagem com células cancerígenas.
Para melhorar o desempenho dessas células, precisamos entender como controlar essas alterações metabólicas monitorando a produção de radicais livres dentro delas — basicamente observando seu comportamento em tempo real. Isso exige métodos de detecção extremamente rápidos e precisos, algo que os sensores quânticos conseguem oferecer pela primeira vez.”
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Diagnóstico precoce e medicina de precisão
O projeto multidisciplinar combinará sensoriamento quântico, espectroscopia óptica e microfluídica para criar uma plataforma integrada capaz de monitorar o metabolismo celular de milhares de células em poucos segundos. A iniciativa está alinhada ao Programa Nacional de Tecnologia Quântica do Reino Unido, que busca equipar o NHS (Serviço Nacional de Saúde) com sensores quânticos ultrassensíveis.
O professor Cristian Bonato, investigador principal da instalação de Sensoriamento Quântico em Nanoescala da Universidade Heriot-Watt, afirmou:
“O sensoriamento quântico está transformando os diagnósticos médicos, pois sua sensibilidade — que pode chegar ao nível de uma única molécula — permite detectar doenças precocemente, o que geralmente resulta em melhores desfechos terapêuticos.
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Na Heriot-Watt, estamos desenvolvendo sensores quânticos com precisão sem precedentes, desde o imageamento de campos magnéticos em nanomateriais até a detecção de pequenas quantidades de moléculas relevantes para a pesquisa biomédica.
A bolsa concedida à Dra. Mzyk representa exatamente o tipo de aplicação inovadora e disruptiva capaz de revolucionar a área da saúde, em sinergia com nossos parceiros do UK Quantum Sensing Hub for Biomedical Research.”
O Instituto de Fotônica e Ciências Quânticas da Universidade Heriot-Watt participa de quatro dos cinco centros de pesquisa quântica anunciados no ano passado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC). A universidade lidera o Centro de Redes Quânticas Integradas e participa de pesquisas focadas em sensoriamento, imageamento, cronometria e aplicações biomédicas.
