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São Carlos Dia e Noite

Diabetes pode ser diagnosticada pelo hálito

Publicado em 17 janeiro 2017

Um sensor para diagnosticar a diabetes e avaliar o nível de açúcar no sangue, através do hálito, está em processo de desenvolvimento no Campus USP São Carlos. O dispositivo, cuja pesquisa está ainda em estágio preliminares, já permitiu detectar níveis de acetona produzida em laboratório.

Mas  qual é a relação entre diabetes e acetona?

Sabe-se que a diabetes ocorre em razão do acúmulo de glicose (açúcar) no sangue, podendo ocasionar uma série de sintomas, como vontade frequente de urinar, fome e sede em excesso e emagrecimento. Num organismo saudável, as moléculas de glicose entram em células, onde são transformadas em energia - a glicose é uma das principais fontes energéticas de nosso organismo. Elas só conseguem entrar nas células graças à insulina, hormônio que é produzido pelo pâncreas. Contudo, quando o pâncreas fica comprometido, a glicose fica incapacitada de entrar nas células e se mantém no sangue sem fornecer a energia para o nosso organismo, que em alternativa é forçado a buscar outras fontes energéticas. Uma delas é a quebra de ácidos que são degradados por componentes conhecidos como "cetônicos": acetoacetato, beta-hidroxibutirato e acetona! Este último, por sua vez, não se oxida facilmente, e é eliminado pela urina e expelido pelo hálito, sendo que este segundo processo é chamado de "hálito cetônico", e seu odor é semelhante ao de frutas envelhecidas.

Atualmente, a coleta de sangue, feita obviamente de modo invasivo, é a principal forma de diagnóstico da diabetes e de controle da glicose, que pode se dar em diversos tipos, como diabetes tipo 1 (quando o pâncreas não é capaz de produzir insulina, em razão de defeito no sistema imunológico), pré-diabetes (pode acometer pacientes que têm pré-disposição genética à doença e à má produção de insulina), diabetes tipo 2 (quando há pouca secreção de insulina, bem como resistência ao hormônio) e diabetes gestacional (quando há resistência à produção saudável de insulina, durante a gestação, aumentando o nível de glicose no sangue).

O Dr . Luís Fernando da Silva é pós-doutorando do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (IQ/UNESP/Araraquara) e ex-pesquisador da USP, instituições nas quais tem desenvolvido o dispositivo acima citado, que foi capaz de detectar a acetona graças ao composto tungstato de prata (fórmula química: Ag2WO4), que, ao entrar em contato com as moléculas de acetona, enviou sinais elétricos a um equipamento, permitindo que Silva concluísse que, se o dispositivo detectava a acetona, poderia detectar o hálito cetônico, diagnosticando a diabetes e permitindo controlar o nível de glicose.

O desafio dos três "s"

Embora esse resultado preliminar e a ideia de que esse sensor talvez possa ser comercializado futuramente sejam empolgantes, há uma série de pesquisas que deverão ser ser realizadas por Silva nos próximos meses. Com a comprovação do fato de que o tungstato de prata é "sensível" às moléculas de acetona, agora o pesquisador terá que investigar a seletividade (selectivity, em inglês ) do sensor: no hálito cetônico, existem diversos componentes, e é preciso garantir que o Ag2WO4 possa ignorá-los, detectando com eficácia apenas os gases desejados - neste caso, a acetona. Além disso, será necessário garantir a estabilidade (stability , em inglês) do dispositivo: o sensor é eficaz? É eficiente? Pode ser usado apenas uma vez ao dia ou mais do que isso? Daqui a um mês, ele precisará ser descartado ou durará meses? O custo será baixo?... Em suma, Silva tem investigado os três "s" (selectivity, sensitivity e stability ), como ele prefere chamar.

Ao longo dos próximos testes, Silva também pretende diminuir a temperatura necessária para fazer o dispositivo operar - hoje, o protótipo funciona apenas quando é aquecido a 300oC. "Se nós conseguirmos diminuir para 50ºC, por exemplo, sem interferir no desempenho da detecção, o sensor gastará bem menos energia", comenta o pesquisador, cujo objetivo é desenvolver um dispositivo que opere à temperatura ambiente. Outros testes também serão desenvolvidos, para buscar possíveis compostos que sejam ainda mais eficazes que o Ag2WO4, na detecção do hálito cetônico.

Nas próximas  fases dessa pesquisa, Silva também analisará se a umidade do hálito poderá impactar na eventual detecção. "Suponhamos que alguém queira medir a glicemia [nível de glicose no sangue], mas tenha acabado de tomar um copo d'água. Talvez, o resultado da avaliação desse paciente seja diferente do diagnóstico de um indivíduo que não bebia água há três horas, quando fez o exame", explica Silva, sugerindo que talvez possa haver a necessidade de se fazer jejum para se submeter ao eventual teste com o sensor.

Silva começou a trabalhar com o composto Ag2WO4 em 2013, quando realizava o doutorado na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), sob a orientação do Prof. Dr. Valmor Roberto Mastelaro (Instituto de Física de São Carlos - IFSC/USP), cuja linha de pesquisa se concentra no estudo de sensores capazes de detectar diferentes tipos de gases tóxicos (clique AQUI  para conferir um artigo referente a um trabalho de Silva, que envolveu a aplicação do Ag2WO4 em um sensor de gás ozônio). O interesse de Silva em detectar a acetona surgiu, quando o pesquisador se deparou com alguns artigos científicos da área médica, que reportavam o uso de outros compostos - exceto do tungstato de prata -, na detecção de acetona, para uma possível quantificação da glicemia.

O estudo sobre o citado sensor, desenvolvido no âmbito do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF - um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - CEPID's/FAPESP), tem sido feito em parceria com pesquisadores da Universidade Aix-Marseille (França), onde Silva teve a oportunidade de realizar seu "doutorado sanduíche", quando era pesquisador da USP.

Rui Sintra (IFSC/USP)