p O professor assistente de engenharia médica Wei Gao está enriquecendo o campo da medicina personalizada e de precisão com uma fonte abundante de dados químicos:o suor. p A tecnologia de análise de suor de Gao permite a detecção precoce de aberrações fisiológicas, planos de tratamento personalizados, e maior precisão no monitoramento de medicamentos. Energia baixa, por exemplo, é um sintoma que pode estar associado a uma série de problemas de saúde, mas um biossensor de leitura do suor pode detectar reações químicas anormais no corpo associadas a condições específicas.

p A seguir, três exemplos de como os biossensores de Gao um dia podem ajudar os médicos a interpretar o que pode estar afetando você.

p Monitor Metabólico

p A baixa energia é um indicador comum de vários distúrbios metabólicos, mas uma leitura do sensor que exibe desequilíbrios no açúcar e nos eletrólitos levaria o médico a fazer um rastreio de diabetes.

p Analisadores de suor vestíveis podem ajudar 30 milhões de americanos que têm diabetes a monitorar sua condição. E para os 84 milhões de cidadãos americanos com pré-diabetes, biossensores podem ajudar a fornecer detecção precoce de diabetes tipo 2, doença cardíaca, e derrame. Os sensores também podem rastrear biomarcadores que apontam para desequilíbrios associados à fibrose cística e gota.

p "O sensor pode funcionar como uma ferramenta de diagnóstico e de gerenciamento de doenças, "diz o estudante de pós-graduação da Caltech Yiran Yang, que desenvolve sensores vestíveis que monitoram distúrbios metabólicos. Ela explica:"Embora muitos alimentos tenham rótulos nutricionais, isso não ajuda os pacientes com certos distúrbios metabólicos a compreender seus limites pessoais. Ao monitorar a composição de seu suor ao longo do dia, os pacientes podem ver como a dieta os afeta. "

p Em 2017, Yang se tornou o primeiro pesquisador a ingressar no laboratório de Gao. Desde então, o grupo cresceu para incluir mais três alunos de pós-graduação, três bolsistas de pós-doutorado, quatro estudiosos visitantes, e quatro alunos de graduação. A equipe trabalha com Gao na tecnologia de biossensores e outros dispositivos médicos micro e nano-bioeletrônicos sintéticos.

p Monitor de saúde mental

p A baixa energia também pode ser um sintoma de transtornos depressivos, mas diagnósticos de estresse pós-traumático, depressão pós-parto, ou a ideação suicida hoje em dia são amplamente baseadas em questionários. Gao visa substituir esse processo subjetivo por medições objetivas.

p "Muitas pessoas não sabem que estão deprimidas, e outros sabem que são, mas não dizem nada sobre isso, "A análise química do suor deles pode dar um alerta precoce para essas condições e ajudar os cuidadores a diferenciar os tipos de transtornos depressivos e identificar as melhores opções de tratamento", afirma Gao.

p Altos níveis de hormônios do estresse, como cortisol, e marcadores de inflamação, como citocinas, estão associados a transtornos depressivos. Mas os valores normais para esses biomarcadores são diferentes para todos, e flutuam ao longo do dia. "Com um biossensor, poderíamos monitorar continuamente os dados moleculares de um indivíduo ao longo do tempo e determinar sua linha de base pessoal, "Gao explica." "Então poderíamos ver quantitativamente se há um problema."

p Em 2017, Gao foi um dos primeiros pesquisadores a receber apoio do Carver Mead New Adventures Fund da Caltech. Ex-alunos da Mead estabeleceram o fundo em 2014 para apoiar projetos inovadores, pesquisa em estágio inicial. "Essa bolsa me deu confiança para desenvolver o monitoramento de saúde mental, "Gao diz, "e estamos fazendo um bom progresso nessa direção."

p Monitor de medicação

p Em outros casos, baixa energia pode indicar que a prescrição de um paciente está errada. "Algumas pessoas precisam de dosagens mais baixas, enquanto outros precisam de dosagens mais altas, "Gao explica." Alguns medicamentos em excesso, e muitos simplesmente se esquecem de tomar seus remédios. ”Os biossensores podem melhorar muito a capacidade dos médicos de monitorar a adesão do paciente e avaliar a eficácia dos medicamentos.

p Até agora, farmacocinética (o estudo de como os medicamentos são absorvidos, distribuído, e metabolizado) foi informado principalmente por dados coletados em hospitais e laboratórios.

p As dosagens de prescrição e as janelas terapêuticas são extrapoladas de populações de pacientes relativamente pequenas porque a coleta de dados sobre as concentrações da droga requer retiradas de sangue em intervalos de tempo. Sem fio, biossensores vestíveis permitiriam o monitoramento contínuo de grandes populações de pacientes por longos períodos de tempo.

p "À medida que desenvolvemos este de baixo custo, tecnologia utilizável, pensamos em como isso poderia ajudar especialmente as pessoas em países em desenvolvimento, onde há poucos recursos médicos, "Gao diz." Mas certamente também pode beneficiar milhões aqui nos Estados Unidos. "