.
Cientistas anunciaram o desenvolvimento da “bioeletrônica viva”, uma tecnologia revolucionária que poderá transformar o diagnóstico e o tratamento médico.
A abordagem inovadora combina células vivas com componentes eletrônicos para criar dispositivos capazes de detectar e curar a pele. A descoberta, financiada em parte pelo Gabinete de Investigação do Exército dos EUA e liderada por investigadores da Universidade de Chicago, representa um salto significativo na integração da biologia e da electrónica.
“Esta é uma ponte com a bioeletrônica tradicional, que incorpora células vivas como parte da terapia”, disse o Dr. Jiuyun Shi, coautor do estudo e ex-aluno de doutorado no laboratório do Dr. a Comunicado de imprensa.
Os pesquisadores, que publicaram suas descobertas na revista Ciênciadizem que trabalham há mais de uma década para alcançar esse marco na bioeletrônica viva.
O novo protótipo, apelidado de plataforma “Eletrônica Viva Biointegrada Ativa” ou “ABLE”, integra sensores, células bacterianas e um composto de hidrogel para criar uma interface perfeita entre dispositivos eletrônicos e tecidos biológicos. Esta combinação monitora e cura ativamente doenças da pele, como a psoríase.
Embora transformador, o desenvolvimento da bioeletrônica tem enfrentado frequentemente desafios devido às disparidades mecânicas e biológicas entre materiais sintéticos e tecidos vivos.
Dispositivos bioeletrônicos como marcapassos e implantes cocleares revolucionaram a saúde, salvando e transformando vidas. No entanto, esta integração entre tecnologia e biologia acarreta riscos. O sistema imunológico do corpo pode reagir a esses dispositivos como objetos estranhoslevando à rejeição ou outras complicações.
O laboratório Tian da Universidade de Chicago há muito se concentra em superar esses problemas, explorando como as células e tecidos vivos interagem com materiais sintéticos.
Em pesquisas anteriores, o Tian Research Group desenvolveu um minúsculo marcapasso que é controlável por leves e sólidos, mas flexíveis o suficiente para servir como implantes ósseos. A sua nova abordagem com a plataforma ABLE acrescenta um terceiro componente: células vivas. A equipe utilizou Staphylococcus epidermidis, uma bactéria encontrada naturalmente na pele humana conhecida por suas propriedades antiinflamatórias.
O dispositivo ABLE compreende um circuito eletrônico flexível com sensores embutidos sobrepostos a um gel feito de amido de tapioca e gelatina. Este gel, concebido para imitar as propriedades do tecido vivo, alberga a bactéria S. epidermidis.
Quando aplicadas na pele, as bactérias secretam compostos que reduzem a inflamação enquanto os sensores monitoram vários sinais da pele, como temperatura e umidade.
Testes em camundongos com condições semelhantes à psoríase demonstraram redução significativa dos sintomas durante um período de uma semana. Com maior desenvolvimento, os pesquisadores acreditam que o dispositivo poderá ser eficaz por até seis meses ou mais. O dispositivo pode ser convenientemente liofilizado para armazenamento e reidratado quando necessário, tornando-o uma solução prática para tratamento a longo prazo.
“É como uma droga viva – você não precisa reabastecê-la”, disse Saehyun Kim, coautor do estudo e estudante de doutorado no laboratório de Tian.
As aplicações potenciais da plataforma ABLE vão muito além do tratamento da psoríase. Os pesquisadores pretendem usar essa tecnologia para acelerar a cicatrização de feridas em pacientes diabéticos ou desenvolver dispositivos que produzam insulina ou façam interface com neurônios para aplicações neurológicas.
“Por exemplo, você poderia criar um dispositivo produtor de insulina ou um dispositivo que faça interface com neurônios?” Dr. Tian acrescentou. “Existem muitas aplicações potenciais.”
Este desenvolvimento pioneiro em bioeletrônica viva baseia-se em mais de uma década de pesquisas sobre como as células interagem com materiais e a química e física dos hidrogéis.
Num comunicado de imprensa da Universidade de Chicago, o Dr. Tian explicou que a sua jornada para o desenvolvimento de tecnologias bioeletrónicas vivas viáveis começou há 15 anos, como investigador de pós-doutoramento, fazendo experiências com “tecidos ciborgues”.
“Desde então, aprendemos muito sobre questões fundamentais, como a forma como as células interagem com os materiais e a química e física dos hidrogéis, o que nos permite dar esse salto”, disse ele. “Para ver isso se tornar [a]a realidade tem sido maravilhosa.”
(Fonte da imagem: Universidade de Chicago, Jiuyun Shi e Bozhi Tian)
O avanço do ABLE faz parte de uma tendência mais ampla na bioeletrônica, que tem visto vários avanços notáveis nos últimos anos.
Por exemplo, pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um nova bandagem “mágica” que demonstrou a capacidade de curar feridas rapidamente, coletando eletricidade do nada. Outra equipe interfaces neurais criadas que pode traduzir sinais cerebrais em comandos para membros protéticos, oferecendo uma nova esperança para amputados e pessoas com lesões na medula espinhal.
No entanto, a integração de células vivas em dispositivos bioelectrónicos marca um desenvolvimento particularmente significativo, pois abre novas possibilidades para tratamentos que não são apenas eficazes, mas também biocompatíveis e autossustentáveis.
À medida que a investigação prossegue, a integração perfeita da bioelectrónica viva tem o potencial de se tornar uma pedra angular da medicina personalizada e regenerativa, oferecendo uma nova esperança aos pacientes em todo o mundo.
A equipe de pesquisa do Dr. Tian está otimista sobre as futuras aplicações de sua tecnologia, desde a cicatrização de feridas e controle do diabetes até a estimulação neural e muito mais. O grupo fez parceria com o Centro Polsky para Empreendedorismo e Inovação comercializar a tecnologia ABLE, potencialmente trazendo-a ao mercado e às mãos dos prestadores de cuidados de saúde.
“Minha paixão sempre foi ultrapassar os limites do que é possível na ciência”, disse o Dr. “Espero que nosso trabalho possa inspirar a próxima geração de designs eletrônicos.”
Tim McMillan é um executivo aposentado da lei, repórter investigativo e cofundador do The Debrief. Sua escrita normalmente se concentra em defesa, segurança nacional, comunidade de inteligência e tópicos relacionados à psicologia. Você pode seguir Tim no Twitter: @LtTimMcMillan. Tim pode ser contatado por e-mail: tim@thedebrief.org ou através de e-mail criptografado: TenTimMcMillan@protonmail.com
.
