Novo implante usa eletricidade para eliminar excesso de açúcar no sangue

Um novo implante sem fio testado em camundongos tem a capacidade de queimar o excesso de açúcar no sangue, oferecendo a portadores de diabetes tipo 2 a oportunidade de levarem vidas mais saudáveis sem depender totalmente de medicamentos. Os fármacos tradicionais usados contra a condição — como insulina, metformina e os agonistas do peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1) — tratam o quadro forçando o organismo a manter a glicose sob controle. Contudo, essas terapias estão sujeitas a efeitos colaterais e muitas exigem o uso regular de doses fixas, embora os níveis de açúcar no sangue variem conforme o humor, o sono e as refeições. Embora as bombas automáticas de insulina consigam ajustar a dosagem em tempo real, elas ainda liberam substâncias que podem permanecer no corpo.

“Queríamos ter um princípio completamente novo”, afirma Martin Fussenegger, autor sênior do estudo e bioengenheiro do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça. No novo estudo publicado na revista Science, ele e sua equipe abandonaram completamente os remédios ao desenvolverem um implante subcutâneo que elimina quimicamente a glicose do sangue por conta própria, em vez de acionar os mecanismos naturais do corpo para isso.

Como funciona o dispositivo ECHO

Batizado de ECHO (sigla em inglês para otimização de saúde em malha fechada eletrocatalítica), o aparelho lembra um pequeno chip retangular e plano, com o tamanho aproximado de um pendrive. Ele contém uma lâmina de grafite que conduz corrente elétrica, incorporada a estruturas ramificadas de nanoflocos de ouro cobertas por esferas ainda menores de platina. Essas estruturas atuam como um catalisador, ou seja, uma substância que acelera uma reação química sem ser consumida no processo.

O implante é operado e alimentado sem fio. Quando a voltagem é aplicada, a superfície oxida a glicose transformando-a em um metabólito de fácil processamento chamado gluconato. Os organismos dos camundongos testados queimaram cerca de um quinto do gluconato resultante para gerar energia, enquanto o restante foi eliminado pelos rins.

O sangue transporta moléculas importantes semelhantes à glicose, como frutose, galactose e lactose, mas o implante direcionou sua ação especificamente para a glicose. Fussenegger admite que os pesquisadores ainda não sabem o motivo de tamanho sucesso, embora isso provavelmente esteja relacionado à combinação específica de ouro e platina. “Não temos explicação funcional ou estrutural para isso. Nós não projetamos para isso”, diz Fussenegger. “A especificidade é, eu diria, um golpe de sorte.”

Resultados promissores em testes com animais

Em camundongos diabéticos com obesidade, o implante conseguiu normalizar os níveis de glicose no sangue em até uma hora após ser ativado, e tratamentos repetidos mantiveram o controle por seis semanas. Os animais também apresentaram redução nos triglicerídeos — um tipo de gordura associado ao risco de doenças — e menor peso corporal.

A equipe também testou o implante conectado por smartphone a um monitor contínuo de glicose comercial. O monitor repassou as leituras de açúcar no sangue, permitindo que o celular ligasse e desligasse o implante conforme necessário. Por duas semanas, esse sistema de malha fechada funcionou sem qualquer intervenção humana.

Muitos implantes voltados para a glicose em desenvolvimento contêm cápsulas com células engenheiradas que secretam proteínas terapêuticas, mas costumam falhar porque o tecido corporal os isola com tecido cicatrizal. No caso do ECHO, o tecido dos camundongos não apresentou sinais de inflamação ao redor do implante, nem cicatrizes ou vazamento de metal. Os dispositivos removidos após seis semanas continuavam funcionando, e alguns permaneceram ativos mesmo após três meses sob a pele, de acordo com a pesquisa.

Desafios rumo aos testes em humanos

“Seis semanas de estabilidade operacional já estão bem além da tecnologia atual”, avalia Luisa Torsi, química da Universidade de Bari Aldo Moro, na Itália, que não participou do estudo. “Os próximos passos cruciais são estabelecer a compatibilidade tecidual de longo prazo, atividade catalítica sustentada e remoção segura e eficaz de glicose na escala exigida para o tratamento humano.”

Enquanto um camundongo possui aproximadamente dois mililitros de sangue, os seres humanos costumam ter cinco litros, o que exigiria que o ECHO fosse ampliado para funcionar nesse patamar. Contudo, Fussenegger demonstra confiança nessa etapa. Como parte da pesquisa, a equipe circulou fluido açucarado por um frasco de cinco litros — simulando o volume sanguíneo humano —, e o implante o limpou com a mesma eficiência.

Como o aparelho é pequeno e fica localizado logo abaixo da pele, Fussenegger prevê que o procedimento de implantação em humanos exigirá apenas uma incisão menor, em vez de uma cirurgia complexa. “Se for possível fazer isso talvez a cada três meses ou até um ano, e então ‘eu puder esquecer o meu diabetes’, acho que as pessoas ficariam felizes”, conclui.