Engenheiros da Universidade de Stanford criaram um pequeno dispositivo autônomo com um sensor elástico e flexível que pode ser aderido à pele para medir a mudança de tamanho dos tumores abaixo. O dispositivo não invasivo operado por bateria é sensível a um centésimo de milímetro (10 micrômetros) e pode transmitir resultados para um aplicativo de smartphone sem fio em tempo real com o pressionar de um botão.
Em termos práticos, dizem os pesquisadores, seu dispositivo - apelidado de FAST para "Sensor Autônomo Flexível Medindo Tumores" - representa uma maneira totalmente nova, rápida, barata, sem as mãos e precisa de testar a eficácia de medicamentos contra o câncer. Em uma escala maior, poderia levar a novas direções promissoras no tratamento do câncer. O FAST é detalhado em um artigo publicado em 16 de setembro na revista Science Advances.

Todos os anos, os pesquisadores testam milhares de medicamentos contra o câncer em camundongos com tumores subcutâneos. Poucos chegam a pacientes humanos, e o processo para encontrar novas terapias é lento porque as tecnologias para medir a regressão tumoral do tratamento medicamentoso levam semanas para ler uma resposta. A variação biológica inerente dos tumores, as deficiências das abordagens de medição existentes e os tamanhos de amostra relativamente pequenos tornam a triagem de drogas difícil e trabalhosa.

“Em alguns casos, os tumores em observação devem ser medidos à mão com paquímetros”, diz Alex Abramson, primeiro autor do estudo e um pós-doutorado recente no laboratório de Zhenan Bao, o K.K. Lee Professor de Engenharia Química na Stanford School of Engineering.

O uso de pinças de metal para medir tecidos moles não é ideal, e as abordagens radiológicas não podem fornecer o tipo de dados contínuos necessários para avaliação em tempo real. O FAST pode detectar alterações no volume do tumor na escala de minutos, enquanto as medições de calibre e bioluminescência geralmente exigem períodos de observação de semanas para ler as alterações no tamanho do tumor.

O poder do ouro

O sensor do FAST é composto por um polímero semelhante a uma pele flexível e extensível que inclui uma camada incorporada de circuitos de ouro. Este sensor está conectado a uma pequena mochila eletrônica projetada pelos ex-pós-docs e coautores Yasser Khan e Naoji Matsuhisa. O dispositivo mede a tensão na membrana – o quanto ela estica ou encolhe – e transmite esses dados para um smartphone. Usando a mochila FAST, as terapias potenciais que estão ligadas à regressão do tamanho do tumor podem ser excluídas com rapidez e confiança como ineficazes ou aceleradas para estudos adicionais.

Com base em estudos com ratos, os pesquisadores afirmam que o novo dispositivo oferece pelo menos três avanços significativos. Primeiro, ele fornece monitoramento contínuo, pois o sensor está fisicamente conectado ao mouse e permanece no local durante todo o período experimental. Em segundo lugar, o sensor flexível envolve o tumor e, portanto, é capaz de medir mudanças de forma que são difíceis de discernir com outros métodos. Terceiro, o FAST é autônomo e não invasivo. Ele é conectado à pele - não muito diferente de um curativo adesivo - operado por bateria e conectado sem fio. O mouse é livre para se mover sem a interferência do dispositivo ou dos fios, e os cientistas não precisam manusear ativamente os mouses após a colocação do sensor. Os pacotes FAST também são reutilizáveis, custam apenas US $ 60 ou mais para montar e podem ser anexados ao mouse em minutos.

A inovação está no material eletrônico flexível da FAST. Revestido em cima do polímero semelhante a uma pele está uma camada de ouro, que, quando esticada, desenvolve pequenas rachaduras que alteram a condutividade elétrica do material. Esticar o material e aumentar o número de rachaduras, fazendo com que a resistência eletrônica no sensor também aumente. Quando o material se contrai, as rachaduras voltam a entrar em contato e a condutividade melhora.

Tanto Abramson quanto o coautor Matsuhisa, professor associado da Universidade de Tóquio, caracterizaram como essas propagação de trincas e mudanças exponenciais na condutividade podem ser matematicamente equiparadas a mudanças na dimensão e no volume.

Um obstáculo que os pesquisadores tiveram que superar foi a preocupação de que o próprio sensor pudesse comprometer as medições aplicando pressão indevida ao tumor, efetivamente espremendo-o. Para contornar esse risco, eles combinaram cuidadosamente as propriedades mecânicas do material flexível com a própria pele para tornar o sensor tão flexível e flexível quanto a pele real.

"É um projeto enganosamente simples", diz Abramson, "mas essas vantagens inerentes devem ser muito interessantes para as comunidades farmacêutica e oncológica. O FAST poderia agilizar, automatizar e reduzir significativamente o custo do processo de triagem de terapias contra o câncer". + Explorar mais

Novo dispositivo vestível mede a mudança de tamanho dos tumores abaixo da pele