A tendência de hoje pode ser tecnologia vestível, mas uma equipe de pesquisa em Melbourne, na Austrália, procura dar grandes passos com a variedade ingerível. Nesta semana, Kourosh Kalantar-zadeh e seus colegas da RMIT University publicaram um artigo na Trends in Biotechnology descrevendo o potencial das cápsulas eletrônicas ingeríveis para fornecer medições precisas de gases intestinais. Tais tecnologias, eles argumentam, ofereceriam uma visão mais profunda e em tempo real das atividades dos gases dentro do corpo e suas relações suspeitas com certas doenças.
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Nosso sistema digestivo é mais do que apenas órgãos internos no trabalho. Também precisamos do nosso microbioma intestinal, um ecossistema completo de diversas bactérias que ajuda a decompor os alimentos que ingerimos através da fermentação. Embora alguns dos gases intestinais que emitimos sejam devidos ao ar engolido, outros são criados quando diferentes bactérias que compõem o microbioma metabolizam substâncias no intestino.
Alguns estudos sugerem que certos gases podem ser marcadores úteis do estado de saúde de uma pessoa. Por exemplo, bactérias redutoras de sulfato produzem sulfeto de hidrogênio, que tem sido associado à síndrome do intestino irritável. Conexões também foram feitas entre a presença de alguns gases intestinais e doença inflamatória intestinal e câncer de cólon. Se esses gases puderem ser detectados e monitorados com precisão, as informações poderão ajudar a reforçar a pesquisa sobre as causas dessas doenças.
"O efeito do intestino humano nas doenças gastrointestinais consome uma parcela significativa dos gastos com saúde a cada ano em todo o mundo", observa Kalantar-zadeh, enfatizando sua nova abordagem como uma maneira econômica de ajudar a decifrar o impacto do intestino na saúde geral. David Relman concorda: "Em geral, a capacidade de monitorar as funções microbianas em toda a comunidade, ou serviços ecossistêmicos, dentro do intestino é uma necessidade crítica e poderia aumentar substancialmente nossa compreensão de suas operações".
Hoje, os gases produzidos pelo microbioma intestinal podem ser medidos usando um dispositivo externo muito parecido com um bafômetro. No entanto, uma parte significativa dos dados é perdida no processo, porque os gases são absorvidos ou difundidos antes que o sujeito tenha a chance de expirar. Outra técnica envolve a análise de matéria fecal, que enfrenta desafios similares, devido ao atraso, e a dificuldade de conectar pontos de dados sobre a presença de gás com os locais exatos do tubo digestivo, explica Lawrence David, professor assistente de microbiologia na Duke.
Kalantar-zadeh partiu em busca de um método direto que pudesse produzir leituras mais precisas e abrangentes.
Sua análise baseou-se em duas estratégias: sistemas de fermentação fecal e cápsulas de gás ingerível. No primeiro método, a matéria fecal é incubada em condições que simulam as do intestino grosso. As fezes contêm bactérias do intestino, de modo que a fermentação imita os tipos de reações que ocorrem no corpo. O segundo é de longe o método de amostragem mais direto - trazendo o trabalho do laboratório diretamente para o intestino por meio de uma pílula eletrônica.
“As duas práticas são não-invasivas e, em comparação com métodos relevantes, são muito mais precisas, pois levam as amostras de gás onde são produzidas”, diz Kalantar-zadeh.
Uma ilustração do que uma cápsula eletrônica de rastreamento de gás pode parecer. (Kourosh Kalantar-zadeh) As cápsulas de monitoramento de gás, previstas pela Kalantar-zadeh para custar menos de US $ 10 por peça, parecem comprimidos que os pacientes conseguem engolir. Incluído em cada cápsula estão dois componentes principais: um sensor que monitora a presença de diferentes gases intestinais e uma bateria para servir como fonte de alimentação. Desenvolvimentos recentes na tecnologia levaram a sensores de gás com menos de 10 milímetros de comprimento. O sensor é ligado a um microprocessador e um transmissor sem fio que transmite os dados para um gravador externo.
Os componentes eletrônicos são envoltos em um invólucro impermeável de cápsula capaz de suportar a alta umidade do intestino, mas com uma membrana permeável ao gás próxima ao sensor. Os sensores drenam grandes quantidades de energia porque operam em altas temperaturas, por isso Kalantar-zadeh acredita que as baterias de íons de lítio são a fonte de energia ideal devido às suas altas capacidades de tensão e carga.
As cápsulas baseiam-se na microtecnologia estabelecida por sensores de pH, pressão e temperatura ingeríveis, como o SmartPill e câmeras endoscópicas que os pacientes podem engolir para capturar imagens do trato digestivo. O período de tempo que cada cápsula de gás permanece dentro do corpo depende da rapidez com que o trato digestivo de uma pessoa opera, variando de um a vários dias, diz Kalantar-zadeh. Juntamente com os colaboradores da Universidade de Melbourne, Monash University e CSIRO, sua equipe está testando protótipos de pílulas em suínos. Eles pretendem publicar esses resultados em breve e, em seguida, esperam obter aprovação para ensaios clínicos com seres humanos.
Gelman e David estão entusiasmados com a perspectiva dessa tecnologia, juntamente com a riqueza de dados que ela poderia coletar. Reunir uma massa crítica de informações é o próximo passo para obter uma sólida compreensão do impacto dos gases intestinais sobre as condições de saúde e os tratamentos.
“A utilidade clínica exigirá muito mais dados e insights sobre quais componentes se correlacionam e preveem a saúde e a doença do ecossistema”, diz Relman.
