Um método não invasivo para medir o açúcar no sangue pode substituir os testes de impressão digital para diabetes

Um método não invasivo para medir o açúcar no sangue pode substituir os testes de impressão digital para diabetes

Um método não invasivo para medir os níveis de açúcar no sangue desenvolvido no MIT pode evitar que pacientes com diabetes tenham que picar os dedos várias vezes.

A equipe do MIT usou a espectroscopia Raman – uma técnica que revela a composição química dos tecidos irradiando-os com luz infravermelha ou visível – para desenvolver um dispositivo do tamanho de uma caixa de sapatos que pode medir os níveis de açúcar no sangue sem agulhas.

Quando testados em um voluntário saudável, os pesquisadores descobriram que as medições do dispositivo eram semelhantes às obtidas com sensores comerciais de monitoramento contínuo de glicose, que exigem a implantação de um fio sob a pele. Embora o dispositivo apresentado neste estudo seja demasiado grande para ser usado como um sensor vestível, os investigadores desenvolveram desde então uma versão vestível que estão agora a testar num pequeno ensaio clínico.

Durante muito tempo, a picada no dedo foi o método padrão para medir o açúcar no sangue, mas ninguém quer picar o dedo todos os dias, várias vezes ao dia. É claro que muitos diabéticos não medem adequadamente os níveis de açúcar no sangue, o que pode levar a complicações graves. Se pudermos produzir um monitor de glicose não invasivo com alta precisão, quase todos os pacientes diabéticos se beneficiarão desta nova tecnologia.”

Jeon Woong Kang, pesquisador do MIT e principal autor do estudo

A pesquisadora de pós-doutorado do MIT, Arianna Bresci, é a principal autora do novo estudo, que aparece hoje na revistaQuímica analítica. Outros autores incluem Peter So, diretor do MIT Laser Biomedical Research Center (LBRC) e professor de bioengenharia e engenharia mecânica do MIT, e Youngkyu Kim e Miyeon Jue da Apollon Inc., uma empresa de biotecnologia com sede na Coreia do Sul.

Medição de glicose não invasiva

Embora a maioria dos pacientes com diabetes meça os níveis de açúcar no sangue coletando sangue e testando-o com um glicosímetro, alguns usam monitores vestíveis cujo sensor é inserido logo abaixo da pele. Esses sensores fornecem medições contínuas de glicose no fluido intersticial, mas podem causar irritação na pele e devem ser substituídos a cada 10 a 15 dias.

Na esperança de desenvolver monitores de glicose vestíveis que sejam mais confortáveis ​​para os pacientes, os pesquisadores do LBRC do MIT buscaram sensores não invasivos baseados na espectroscopia Raman. Este tipo de espectroscopia revela a composição química de tecidos ou células, analisando como a luz infravermelha próxima é espalhada ou desviada quando atinge diferentes tipos de moléculas.

Em 2010, investigadores do LBRC mostraram que podiam calcular os níveis de glicose indiretamente, com base numa comparação entre os sinais Raman do fluido intersticial que reveste as células da pele e uma medição de referência dos níveis de glicose no sangue. Embora esta abordagem produzisse leituras confiáveis, não era prática transferi-la para um medidor de glicose.

Recentemente, os pesquisadores relataram uma descoberta que lhes permitiu medir os sinais Raman da glicose diretamente da pele. Normalmente, este sinal de glicose é demasiado pequeno para ser distinguido de todos os outros sinais produzidos por moléculas no tecido. A equipe do MIT encontrou uma maneira de filtrar grande parte do sinal indesejado, iluminando a pele com luz infravermelha próxima em um ângulo diferente, de onde coletou o sinal Raman resultante.

Os pesquisadores fizeram essas medições usando dispositivos do tamanho de uma impressora de mesa e, desde então, têm trabalhado para reduzir ainda mais a pegada do dispositivo.

Em seu novo estudo, eles conseguiram desenvolver um dispositivo menor analisando apenas três bandas – regiões espectrais que correspondem a características moleculares específicas – no espectro Raman.

Normalmente, um espectro Raman pode conter cerca de 1.000 bandas. No entanto, a equipe do MIT descobriu que poderia determinar os níveis de glicose no sangue medindo apenas três bandas – uma da glicose mais duas medições de fundo. Essa abordagem permitiu aos pesquisadores reduzir a quantidade e o custo dos equipamentos necessários e realizar a medição usando um dispositivo barato do tamanho de uma caixa de sapatos.

“Ao deixar de capturar todo o espectro, que contém muitas informações redundantes, nos limitamos a três bandas selecionadas entre cerca de 1.000”, diz Bresci. “Essa nova abordagem nos permite modificar os componentes comumente usados ​​em dispositivos baseados em Raman, economizando espaço, tempo e custos.”

Rumo a um sensor vestível

Num ensaio clínico realizado no Centro de Pesquisa Clínica de Tradução (CCTR) do MIT, os pesquisadores usaram o novo dispositivo para fazer medições em um voluntário saudável durante um período de quatro horas. Quando o sujeito colocou o braço no dispositivo, um feixe infravermelho próximo brilhou através de uma pequena janela de vidro sobre a pele para fazer a medição.

Cada medição dura pouco mais de 30 segundos, e os pesquisadores fizeram uma nova medição a cada cinco minutos.

Durante o estudo, o sujeito consumiu duas bebidas de glicose de 75 gramas, o que permitiu aos pesquisadores monitorar mudanças significativas nas concentrações de açúcar no sangue. Eles descobriram que o dispositivo baseado em Raman tinha precisão semelhante a dois monitores de glicose invasivos disponíveis comercialmente que o sujeito usava.

Desde a conclusão deste estudo, os pesquisadores desenvolveram um protótipo menor, do tamanho de um iPhone, que estão atualmente testando no MIT CCTR como um monitor vestível em voluntários saudáveis ​​e pré-diabéticos. No próximo ano, planeiam realizar um estudo mais amplo envolvendo pessoas com diabetes em colaboração com um hospital local.

Os pesquisadores também estão trabalhando para tornar o dispositivo ainda menor, do tamanho de um relógio. Além disso, eles estão procurando maneiras de garantir que o dispositivo possa obter leituras precisas de pessoas com diferentes tons de pele.

A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Agência Coreana de Promoção de Tecnologia e Informação para PMEs e pela Apollon Inc.

Fontes: