Monitoramento de glicose sem agulhas para pessoas com diabetes
Anne Trafton | MIT News
Um método não invasivo para medir os níveis de glicose no sangue, desenvolvido no MIT, pode poupar pacientes com diabetes de terem que furar o dedo várias vezes ao dia.
A equipe do MIT utilizou espectroscopia Raman — uma técnica que revela a composição química de tecidos ao incidir luz no infravermelho próximo ou luz visível — para desenvolver um dispositivo do tamanho de uma caixa de sapatos capaz de medir os níveis de glicose sem qualquer agulha.
Em testes com um voluntário saudável, os pesquisadores descobriram que as medições do dispositivo foram semelhantes às obtidas por sensores comerciais de monitoramento contínuo de glicose, que exigem um fio implantado sob a pele. Embora o dispositivo apresentado neste estudo seja grande demais para ser usado como sensor vestível, os pesquisadores já desenvolveram uma versão portátil que está sendo testada em um pequeno estudo clínico.
“Por muito tempo, o teste de ponta de dedo tem sido o método padrão para medir o açúcar no sangue, mas ninguém quer furar o dedo todos os dias, várias vezes ao dia. Naturalmente, muitos pacientes diabéticos fazem menos testes do que o recomendado, o que pode causar complicações graves”, afirma Jeon Woong Kang, cientista pesquisador do MIT e autor sênior do estudo. “Se conseguirmos criar um monitor de glicose não invasivo com alta precisão, quase todos os diabéticos poderão se beneficiar dessa nova tecnologia.”
A pós-doutoranda do MIT Arianna Bresci é a autora principal do novo estudo, publicado na revista Analytical Chemistry. Outros autores incluem Peter So, diretor do Centro de Pesquisa Biomédica em Laser do MIT (LBRC) e professor de engenharia biológica e de engenharia mecânica; além de Youngkyu Kim e Miyeon Jue, da Apollon Inc., uma empresa de biotecnologia baseada na Coreia do Sul.
Medição não invasiva de glicose
Enquanto a maioria dos pacientes com diabetes mede a glicose retirando uma gota de sangue e usando um glicosímetro, alguns utilizam monitores vestíveis, que possuem um sensor inserido logo abaixo da pele. Esses sensores fornecem medições contínuas a partir do fluido intersticial, mas podem causar irritação e precisam ser substituídos a cada 10 a 15 dias.
Na busca por monitores vestíveis mais confortáveis, pesquisadores do LBRC vêm desenvolvendo sensores não invasivos baseados em espectroscopia Raman. Esse tipo de espectroscopia revela a composição química de tecidos ou células analisando como a luz infravermelha próxima é espalhada ao encontrar diferentes tipos de moléculas.
Em 2010, pesquisadores do LBRC mostraram que era possível calcular indiretamente os níveis de glicose ao comparar sinais Raman do fluido intersticial com uma medição de referência do sangue. Embora confiável, essa abordagem não era prática para um monitor portátil.
Mais recentemente, os pesquisadores relataram um avanço que permitiu medir diretamente o sinal Raman da glicose na pele. Normalmente, esse sinal é muito fraco em meio aos sinais de outras moléculas do tecido. A equipe do MIT encontrou uma forma de filtrar grande parte do “ruído” ao iluminar a pele com luz infravermelha em um ângulo diferente daquele usado para coletar o sinal Raman resultante.
Essas medições haviam sido obtidas com equipamentos do tamanho de uma impressora de mesa, e desde então os pesquisadores buscam reduzir o tamanho do dispositivo.
No novo estudo, eles conseguiram criar um aparelho menor analisando apenas três bandas — regiões espectrais que correspondem a características moleculares específicas — no espectro Raman.
Normalmente, um espectro Raman contém cerca de 1.000 bandas. No entanto, a equipe do MIT descobriu que poderia determinar a glicemia medindo apenas três bandas — uma da glicose e duas de fundo. Essa abordagem reduziu a quantidade e o custo dos equipamentos necessários, permitindo realizar as medições com um dispositivo econômico, aproximadamente do tamanho de uma caixa de sapatos.
“Como evitamos adquirir o espectro inteiro, que tem muita informação redundante, reduzimos tudo a três bandas selecionadas dentre cerca de 1.000”, explica Bresci. “Com essa nova abordagem, podemos alterar componentes normalmente usados em dispositivos baseados em Raman e economizar espaço, tempo e custo.”
Rumo a um sensor vestível
Em um estudo clínico realizado no Centro de Pesquisa em Tradução Clínica do MIT (CCTR), os pesquisadores usaram o novo dispositivo para fazer leituras em um voluntário saudável por quatro horas. Com o braço apoiado sobre o equipamento, um feixe de luz infravermelha era emitido através de uma pequena janela de vidro para medir a glicose.
Cada medição leva pouco mais de 30 segundos, e uma nova leitura era feita a cada cinco minutos.
Durante o estudo, o voluntário consumiu duas bebidas contendo 75 gramas de glicose, permitindo que os pesquisadores monitorassem mudanças significativas na concentração sanguínea. Eles descobriram que o dispositivo baseado em Raman mostrou níveis de precisão semelhantes aos de dois monitores invasivos comercialmente disponíveis usados pelo voluntário.
Desde a conclusão desse estudo, os pesquisadores desenvolveram um protótipo ainda menor, aproximadamente do tamanho de um celular, que está sendo testado no MIT CCTR como monitor vestível em voluntários saudáveis e pré-diabéticos. No próximo ano, eles planejam realizar um estudo maior em parceria com um hospital local, incluindo pessoas com diabetes.
A equipe também trabalha para tornar o dispositivo ainda menor, chegando ao tamanho de um relógio. Além disso, estão explorando maneiras de garantir que o aparelho consiga obter leituras precisas em pessoas com diferentes tons de pele.
A pesquisa foi financiada pelo National Institutes of Health, pela Agência Coreana de Promoção de Tecnologia e Informação para PMEs, e pela Apollon Inc.
Reproduzido com permissão do MIT News
