Sensor capaz de rastrear tumor em tempo real

A medicina tem feito enormes progressos na luta contra o câncer. Nas últimas três décadas, o risco médio de uma pessoa morrer de câncer nos Estados Unidos diminuiu 32%, graças a fatores como detecção precoce e avanços no tratamento medicamentoso.

Ainda assim, embora o aumento das taxas de sobrevivência seja encorajador, o câncer continua prevalente. De acordo com a American Cancer Society, a doença ainda é a segunda causa mais comum de morte nos EUA, depois das doenças cardíacas. E os cientistas continuam procurando maneiras de combatê-la.

Agora, esses médicos e pesquisadores obtiveram acesso a uma nova ferramenta com o poder de oferecer melhores insights sobre como os tumores respondem aos tratamentos.

Essa ferramenta é um dispositivo vestível inédito que pode dizer em tempo real quanto um tumor está crescendo ou diminuindo, enviando esses resultados sem fio para um smartphone para análise. O dispositivo foi comprovado e já está sendo usado em estudos com animais.

"Nossa tecnologia é o primeiro dispositivo bioeletrônico a monitorar a regressão tumoral e a primeira tecnologia a monitorar tumores em tempo real", diz Alex Abramson, PhD, professor assistente no departamento de engenharia química e biomolecular da Georgia Tech e coautor de um novo estudo do dispositivo.

O sensor usa tecnologia semelhante a outros dispositivos vestíveis semelhantes à pele, capazes de capturar dados biométricos, inclusive através do suor. Mas o que torna este sensor único é o elemento químico que permite detectar essas alterações tumorais: ouro.

O ouro é um material útil porque é flexível e condutor. Nos novos monitores, um sensor com infusão de ouro é preso à pele ao redor do tumor a ser medido. Se o tumor cresce, o revestimento de ouro racha e torna-se menos condutor. À medida que o tumor encolhe, essas fissuras se fecham e o material se torna mais condutor.

"Medimos essas mudanças na condutividade e traduzimos isso em medições de mudanças no volume do tumor", diz Abramson.

Fig. 1. Sensores autônomos flexíveis que medem a regressão do volume tumoral. (A) Molde da tecnologia. (B) Microscopia de luz do sensor de deformação de ouro rachado em diferentes deformações. Barras de escala, 20 µm. (C) Um aplicativo registrando a mudança de resistência no sensor. (D) O dispostivo contém uma placa de circuito impresso (PCB), sensores de deformação extensíveis e uma mochila para segurar o sensor no ratinho. (E) Mudanças de resistência em sensores quando esticados em incrementos de 10 µm a partir de uma pré-tensão de 50% [pontos individuais de cinco sensores; linha, mediana; análise de variância unidirecional (ANOVA) com teste de comparações múltiplas de Tukey]. (F) Mudança de dobra na resistência de sensores tensionados (curvas individuais de 10 sensores; linha em negrito, média). (G) Força necessária para deformar sensores de diferentes espessuras de substrato SEBS (curvas individuais de 12 a 13 sensores; linha, média ± SD). (H) Mochila presa no rato. (I) Mudança de dobra na resistência do dispositivo medindo elipsóides impressos em 3D comparáveis ​​a tumores (curvas individuais de 10 sensores; linha em negrito, média; teste t pareado de proporção). (J e K) Caliper medido in vivo volumes tumorais correlacionados com (J) saídas de resistência do dispositivo e (K) valores médios de radiância de bioluminescência [(J) 50 pontos, três sensores FAST (10 a 20 medições por sensor) e (K) 50 pontos, um sistema de imagem; linhas, regressões lineares de melhor ajuste ± 95% intervalo de confiança]. Veja a fig. S4 para caracterização adicional. ***P < 0,001, **** P < 0,0001. Créditos das fotos: Alex Abramson (C, D e H) e recursos de design do Facebook (C). Imagem retirada de Abramson e colaboradores (2022).

Atualmente, o método mais utilizado para medir o tamanho do tumor são as imagens de bioluminescência (BLI). Essa medição é útil e precisa, mas normalmente realizada com um período de dias ou semanas. O novo sensor captura atualizações a cada cinco minutos - e também pode detectar alterações extremamente pequenas.

"Nosso sensor nos permitirá entender melhor os efeitos de curto prazo de medicamentos em tumores e permitir que cientistas e profissionais de saúde tenham um método mais simplificado para rastrear medicamentos que possam se tornar terapias no futuro", diz Abramson.

Os sensores já estão disponíveis para uso em estudos com animais, embora leve vários anos até que sejam feitos para uso humano. E eles custam menos do que você imagina para algo contendo ouro. "O sensor pode ser feito por um pesquisador por menos de US$ 60", acrescenta Abramson.