Notícia

Novo teste respiratório pode detectar asma, diabetes e câncer de pulmão

Divulgação, Universidade MacQuarie

Fonte

Universidade Macquarie

Data

quarta-feira, 14 agosto 2019 13:25

Áreas

Bioeletrônica. Nanotecnologia. Ciência dos Materiais. Diagnóstico.

A Dra. Noushin Nasiri, professora e cientista de materiais da Universidade Macquarie, na Austrália, desenvolveu uma nova forma de testar diabetes, asma e alguns tipos de câncer de pulmão. O teste também pode ser estendido a outras doenças, incluindo outros tipos de câncer. O dispositivo, como um bafômetro, pode analisar rapidamente o ar expirado por uma pessoa e detectar biomarcadores (compostos orgânicos voláteis) que podem até agora identificar potencialmente a presença de 22 doenças diferentes.

O novo dispositivo compreende nanomateriais especialmente projetados e organizados em uma série de sensores minúsculos, que podem coletar informações sobre o que eles detectam e transmitir sem fio as leituras para um pequeno computador que analisa os dados e exibe um resultado. A Dra. Nasiri está trabalhando com especialistas no departamento de engenharia da Universidade Macquarie para desenvolver ferramentas de transmissão e análise. Os dados poderiam ser transmitidos para um smartphone, mas isso exigiria o desenvolvimento de um aplicativo complexo.

Como os sensores detectam biomarcadores

“A respiração humana contém nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono e vapor de água, além de uma pequena fração – menos de um por cento – de milhares de outros gases em concentrações muito pequenas. Há evidências de que certas combinações de moléculas entre esses gases podem indicar doenças específicas”, diz a Dra. Noushin Nasiri.

A ideia da análise da respiração não é nova; o bafômetro, dispositivo de teste portátil de álcool no ar expirado amplamente utilizado em todo o mundo, foi inventado em 1954. A concentração de álcool na respiração é cerca de 2.300 vezes mais fraca do que o álcool no sangue – mas mesmo essa quantidade é relativamente fácil de detectar. diz a Dra. Nasiri.

“Várias doenças deixam apenas quantidades muito pequenas de um biomarcador, muitas vezes algumas partes por bilhão”, diz a pesquisadora. A Dra. Nasiri desenvolveu um material que compreende um filme esponjoso de bilhões de nanopartículas compostas de zinco, níquel e outros elementos, cada um com o diâmetro de apenas alguns átomos. “O sensor produz uma reação química em sua superfície quando detecta certos biomarcadores em sua respiração. O nosso sensor é extremamente esponjoso e tem uma enorme área de superfície, por isso tem uma chance muito maior de detectar uma pequena concentração de substâncias químicas na respiração do que outro sensor poderia fazer”, ressalta a especialista.

Detecção do Diabetes

O bafômetro da Dra. Nasiri pode mostrar quando uma pessoa tem diabetes – mas, ainda melhor, também pode mostrar quando os níveis de glicose estão alterados. “Um teste respiratório não invasivo, que tem baixo custo e é muito preciso pode fazer uma diferença real para as pessoas que vivem com diabetes, particularmente para algumas crianças que acham que os exames de sangue podem ser traumáticos”, ressalta o professor Dr. Bernard Champion, endocrinologista do Departamento de Medicina Clínica da Universidade Macquarie. Um sensor deste tipo poderia ser um verdadeiro divisor de águas no diagnóstico da crescente incidência de diabetes tipo 2.

“Com uma intervenção diagnóstica mais simples, mais acessível e econômica, existe o potencial para fazer grandes avanços na identificação de pessoas antes que elas precisem começar a usar medicação ou se tornarem grandes consumidores dos recursos do sistema de saúde”, completa o Dr. Bernard Champion.

Detecção precoce do Câncer de Pulmão

Uma das aplicações potenciais mais interessantes do sensor está no diagnóstico de certos tipos de câncer de pulmão. O câncer de pulmão continua sendo a principal causa de morte por câncer na Austrália, responsável por cerca de uma em cada cinco mortes por câncer, e atualmente tem uma taxa de sobrevida em cinco anos de cerca de 17%.

Os sintomas do câncer de pulmão podem ser vagos ou mesmo ausentes, de modo que a doença muitas vezes não é descoberta até que se espalhe para outras partes do corpo e seja encontrada durante uma radiografia ou tomografia computadorizada realizada para testar outra condição. Cerca de três quartos dos pacientes não são diagnosticados até que a doença tenha avançado para o estágio III ou IV. Estudos mostraram que o diagnóstico precoce de câncer de pulmão pode estar vinculado a taxas de sobrevivência de cinco anos em torno de 70%.

Tal como acontece com o diabetes, existe um grande potencial clínico para um teste respiratório simples, de baixo custo e amplamente disponível para fazer uma grande diferença no diagnóstico precoce e melhorar a eficácia do tratamento para muitos tipos de câncer do pulmão.

Asma

Para os 2,7 milhões de australianos com asma pulmonar crônica, o dispositivo também pode oferecer uma maneira mais precisa de monitorar a resposta alérgica. Pacientes que têm asma alérgica podem ter inflamação de seus pulmões por algum tempo antes de sua respiração ser afetada, mas com a intervenção precoce de esteroides inalatórios, menos medicação teria um impacto muito maior. “Já existem alguns testes especializados para medir o óxido nítrico exalado, mas estes são caros e usados ​​apenas por especialistas”, ressalta a Dra. Nasiri.

Potencial comercial

Durante o ano passado, a Dra. Nasiri trabalhou em parceria com outros pesquisadores com a finalidade de aumentar a sensibilidade do bafômetro em dez vezes. Com estes novos desenvolvimentos, a tecnologia agora pode detectar compostos a uma taxa de duas partes por bilhão.

Atualmente, a Dra. Noushin Nasiri discute com potenciais parceiros para comercializar a invenção e antecipa que o modelo poderá estar disponível em um prazo de cinco anos.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Macquarie (em inglês).

Fonte: Fran Molloy, Universidade Macquarie, Imagem: Divulgação, Universidade Macquarie.

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