Os engenheiros do MIT desenvolveram uma nova pílula projetada para identificar quando os pacientes realmente engoliram o medicamento. A tecnologia pode ajudar a resolver um problema comum nos cuidados de saúde: pessoas que perdem doses ou interrompem o tratamento precocemente.
O sistema pode ser incorporado diretamente em cápsulas de comprimidos existentes e utiliza uma antena de radiofrequência biodegradável para enviar um sinal imediatamente após a ingestão. Uma vez transmitido o sinal, a maior parte dos componentes eletrônicos da pílula se decompõem com segurança no estômago, enquanto o minúsculo chip de radiofrequência viaja pelo trato digestivo e é naturalmente excretado do corpo.
Os pesquisadores dizem que esta abordagem pode ser particularmente útil para pessoas que devem aderir a um cronograma rigoroso de medicação. Estes incluem pacientes transplantados de órgãos que dependem de medicamentos imunossupressores e indivíduos que recebem tratamento de longo prazo para infecções como HIV ou tuberculose.
“Nosso objetivo é garantir que isso ajude as pessoas a obter o tratamento necessário para maximizar sua saúde”, disse Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT, gastroenterologista do Brigham and Women’s Hospital e membro associado do Broad Institute do MIT e de Harvard.
Traverso é o autor sênior do estudo, publicado em 8 de janeiro em comunicações da natureza. O cientista pesquisador do MIT, Mehmet Girayhan Say, e o ex-pós-doutorado do MIT, Sean You, são os principais autores do artigo.
Por que a adesão à medicação continua a ser um grande desafio
Não tomar medicamentos prescritos continua sendo um problema sério em todo o mundo. Todos os anos, o mau cumprimento leva a centenas de milhares de mortes evitáveis e a milhares de milhões de dólares em custos evitáveis de cuidados de saúde.
Para ajudar a resolver este problema, o laboratório de Traverso já explorou cápsulas de administração de medicamentos que podem permanecer no sistema digestivo por longos períodos de tempo e liberar medicamentos em intervalos predeterminados. Embora eficaz em alguns casos, esta abordagem não é adequada para todos os medicamentos.
“Desenvolvemos sistemas que permanecem no corpo por longos períodos de tempo e sabemos que esses sistemas melhoram a adesão, mas também reconhecemos que, para alguns medicamentos, não podemos trocar de pílula”, disse Traverso. “A questão é: o que mais podemos fazer para ajudar os pacientes e ajudar seus prestadores de cuidados de saúde a garantir que estão recebendo seus medicamentos?”
Como funciona o sistema de sinalização para engolir
No novo estudo, a equipa concentrou-se numa estratégia diferente: confirmar se o medicamento foi tomado, em vez de alterar a forma como foi administrado. Os pesquisadores recorreram à radiofrequência – um sinal que pode ser detectado fora do corpo e é considerado seguro para uso humano.
As primeiras tentativas de rastreamento de medicamentos com base em radiofrequência dependiam de materiais que não se decompunham facilmente no corpo, o que significava que todo o dispositivo tinha que passar intacto pelo sistema digestivo. Para reduzir o risco de obstrução gastrointestinal, a equipe do MIT desenvolveu um sistema bioabsorvível que se degrada com segurança após o uso.
A antena responsável pela transmissão do sinal é feita de zinco e embutida em partículas de celulose. Esses materiais foram escolhidos por seu bom histórico de segurança e compatibilidade com usos médicos.
“Selecionamos esses materiais reconhecendo sua segurança altamente benéfica e compatibilidade ambiental”, disse Traverso.
A antena de zinco-celulose é enrolada em um formato compacto e colocada dentro do comprimido junto com o medicamento. A cápsula em si é feita de gelatina revestida com celulose e molibdênio ou tungstênio, o que impede a emissão de sinais de radiofrequência até que o comprimido seja engolido.
Uma vez ingerido, o revestimento se dissolve, liberando a droga e as antenas. A antena recebe sinais de um leitor externo e funciona com um pequeno chip de radiofrequência para enviar de volta a confirmação de que o comprimido foi engolido. Essa troca geralmente ocorre em 10 minutos.
O chip RF mede aproximadamente 400 x 400 mícrons e é um componente não biodegradável disponível comercialmente. Ele foi projetado para passar com segurança pelo trato digestivo. Quaisquer ingredientes restantes se decomporão no estômago em cerca de uma semana.
“Esses componentes são projetados para se decomporem em poucos dias, usando materiais com perfis de segurança bem estabelecidos, como zinco e celulose, que já são amplamente utilizados na medicina”, disse Say. “Nosso objetivo é evitar o acúmulo a longo prazo e, ao mesmo tempo, confirmar com segurança que o medicamento foi tomado, e a segurança a longo prazo continuará a ser avaliada à medida que a tecnologia avança em direção ao uso clínico”.
Benefícios potenciais para pacientes de alto risco
Em testes em animais, o sistema transmitiu com sucesso sinais de dentro do estômago para um receptor externo a até 60 centímetros de distância. Se for adequado para uso humano, os pesquisadores prevêem emparelhar a pílula com um dispositivo vestível que possa transmitir os dados diretamente à equipe médica do paciente.
Mais estudos pré-clínicos estão planejados e a equipe espera começar a testar a tecnologia em humanos num futuro próximo. Os receptores de transplantes de órgãos estão entre os grupos mais beneficiados, pois a falta de doses de medicamentos imunossupressores pode levar rapidamente à rejeição de órgãos.
“Queremos priorizar medicamentos que, quando não respeitados, podem ter efeitos realmente prejudiciais ao indivíduo”, disse Traverso.
Outros grupos que podem se beneficiar incluem pacientes que implantaram stents recentemente e necessitam de medicamentos para prevenir o bloqueio, pacientes com infecções crônicas, como tuberculose, e pacientes com condições neuropsiquiátricas que podem interferir na continuação da medicação.
Financiamento e apoio
A pesquisa foi apoiada pela Novo Nordisk, pelo Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, pela Divisão de Gastroenterologia do Brigham and Women’s Hospital e pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada em Saúde dos EUA.
