Enxames de nanorrobôs esféricos, pouco maiores do que um vírus, poderão um dia salvar centenas de milhares de vidas por ano em todo o mundo ao estancar hemorragias fatais no cérebro.
Uma equipa internacional de investigadores, liderada por clínicos da Shanghai Jiao Tong University e da University of Edinburgh, criou estes dispositivos controlados magneticamente para levar doses exatas de agentes de coagulação pelos vasos sanguíneos, evitando rompimentos.
Numa demonstração do potencial do método, milhares de milhões de estruturas microscópicas transportadoras de fármaco foram conduzidas através do corpo de um animal de teste para neutralizar, de forma segura, um aneurisma modelo na carótida.
Apesar de a tecnologia ainda não ter sido testada em pacientes humanos com risco de AVC, os responsáveis pela inovação afirmam agora ter confiança de que o desenho consegue entregar quantidades controladas de medicação num ponto preciso, sem desperdiçar uma gota.
"Nanorobots are set to open new frontiers in medicine – potentially allowing us to carry out surgical repairs with fewer risks than conventional treatments and target drugs with pinpoint accuracy in hard-to-reach parts of the body," diz o coautor principal do estudo, Qi Zhou, biofísico computacional da University of Edinburgh.
"Our study is an important step towards bringing these technologies closer to treating critical medical conditions in a clinical setting."
Como os nanorrobôs esféricos funcionam
Com, em média, apenas 300 nanómetros de diâmetro, cada partícula é composta por um núcleo de magnetite e por uma carga útil de um agente de coagulação chamado trombina. Este conteúdo, por sua vez, fica envolvido por uma cápsula protetora feita de um material que derrete exatamente a 42,5 °C - pouco acima da temperatura do corpo humano.
Sob a ação de um campo magnético que aplica forças de torção, controlado por um técnico, o núcleo de óxido de ferro puxa a nanopartícula através de um labirinto de vasos sanguíneos previamente mapeados por ultrassom. Só quando os “bots” já estão em segurança dentro do aneurisma é que recebem um campo magnético rapidamente alternado, capaz de fundir o revestimento. A partir daí, o processo de coagulação é iniciado e o vaso deixa de correr o risco de rebentar.
Ensaios em animal e libertação do fármaco sob comando
A equipa de investigação colocou a inovação à prova em várias experiências, avaliando a capacidade de coagular, os pontos de fusão, a resistência à degradação e, por fim, a possibilidade de funcionar com segurança dentro de um organismo. Uma injeção de nanorrobôs numa solução foi transportada por um curto percurso ao longo da carótida do animal até uma fragilidade modelo na parede da artéria; ali, as partículas foram imobilizadas e obrigadas a libertar a sua carga quando acionadas.
Os investigadores não observaram sinais de inflamação nem de danos acidentais associados ao aquecimento, nem à entrega do fármaco - um resultado que é encorajador para testes adicionais.
Aneurismas cerebrais, AVC isquémico e opções atuais
Aneurismas cerebrais afetam cerca de 3% das pessoas no mundo. Embora apenas uma pequena percentagem se rompa, as consequências de verter o seu conteúdo vital são graves, frequentemente levando a incapacidade e morte no que é geralmente chamado de AVC isquémico.
Originados pelo afinamento da parede de um vaso sanguíneo, estes aneurismas costumam ser impedidos de romper por procedimentos cirúrgicos que colocam um clipe ou criam um desvio (bypass) no segmento enfraquecido, ou ainda por técnicas endovasculares de enrolamento (coiling) para bloquear a entrada de sangue na dilatação em forma de “beco sem saída”.
Ao empregar nanorrobôs como uma espécie de tampão endovascular, especialistas podem contornar a possibilidade de rejeição de clipes, além de reduzir os riscos associados à cirurgia e à criação de desvios nos vasos sanguíneos.
O que ainda falta para uso em humanos
Ainda serão necessárias outras melhorias para garantir que os nanorrobôs consigam deslocar-se por regiões profundas do corpo humano, a distâncias maiores do que as que os campos magnéticos atuais conseguem alcançar.
Mesmo assim, como prova de conceito, este serviço microscópico de “paramédicos” poderá vir a ser uma forma segura e rápida de impedir que um vaso fragilizado se rompa e interrompa uma vida.
Esta investigação foi publicada na Small.
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