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Tecnologia brasileira reduz em 80% o uso de ‘pulmão artificial’

Publicado em 12 abril 2021

Por Elton Alisson | Agência FAPESP

Tomógrafo desenvolvido por empresa paulista diminui uso do tratamento em pacientes com insuficiência respiratória — também adotado em casos muito graves de Covid-19

Um tomógrafo por impedância elétrica desenvolvido pela empresa paulista Timpel ajudou médicos do Massachusetts General Hospital, em Boston, nos Estados Unidos, a reduzir em 80% a necessidade de pacientes com insuficiência respiratória aguda internados na instituição e com indicação de terapia de oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO) serem submetidos ao tratamento, popularmente conhecido como “pulmão artificial” e adotado hoje em casos muito graves de Covid-19.

Os resultados do estudo foram descritos em artigo publicado na revista Respiratory Care.

“A equipe de resgate pulmonar desse hospital tem utilizado o equipamento que desenvolvemos desde 2016 e vem obtendo resultados espetaculares”, disse Rafael Holzhacker, em palestra apresentada durante o webinário “Empreendedorismo científico e inovação em resposta à Covid-19”, realizado pela Fapesp, com apoio do Global Research Council (GRC), no dia 07 de abril.

O tomógrafo por impedância elétrica, desenvolvido pela empresa com apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas  (PIPE), permite que equipes médicas monitorem ininterruptamente e de forma não invasiva, à beira do leito, a condição do pulmão de pacientes com insuficiência respiratória. Desse modo, é possível otimizar a ventilação mecânica com o objetivo de reduzir complicações e lesões pulmonares e evitar o prolongamento desnecessário do procedimento.

“A ventilação mecânica é complexa, não intuitiva e apresenta vários perigos que não são visíveis à beira do leito. Além disso, as respostas dos pacientes são muito heterogêneas”, apontou Holzhacker.

A evolução dos pacientes durante a intubação é lenta e a estratégia de ventilação mecânica adotada em um caso pode não funcionar em outro.

“Por isso, é muito importante a equipe médica ter indicadores individualizados para visualizar a condição do pulmão de um paciente para realizar a ventilação mecânica adequadamente, com a finalidade de diminuir o tempo de dependência e, consequentemente, os efeitos colaterais da intubação”, afirmou Holzhacker.

O tomógrafo faz a avaliação da resistência à passagem de uma corrente elétrica (a impedância), que varia substancialmente devido ao ar nos pulmões, na medida em que o paciente inspira e expira.

Por meio de uma cinta com 32 eletrodos, o equipamento emite uma corrente elétrica de baixa intensidade ao redor do tórax do paciente – similar à corrente elétrica utilizada em exames de eletrocardiograma.

À medida que atravessa o tórax e encontra diferentes resistências no percurso, a corrente elétrica indica a região dos pulmões por onde o ar está circulando. Com base na impedância medida na superfície do tórax são geradas 50 imagens por segundo, que representam a distribuição e a dinâmica de insuflação do pulmão, fornecendo uma informação vital ao médico, em tempo real, à beira do leito.

Um software integrado ao equipamento, desenvolvido durante o projeto apoiado pelo PIPE-Fapesp, permite à equipe médica avaliar a melhor estratégia de ventilação protetora para o paciente.

Com o auxílio do equipamento, a equipe médica do Massachusetts General Hospital desenvolveu estratégias de ventilação mecânica individualizada para 15 pacientes com insuficiência respiratória aguda internados na instituição e com indicação de ECMO.

Por meio de manobras de ventilação mecânica visualizadas por meio do tomógrafo, eles conseguiram que apenas dois dos 15 pacientes com indicação de ECMO fossem submetidos ao procedimento, em que o sangue do paciente circula fora do corpo, por meio de cânulas, passa pela bomba e membrana de um equipamento que funciona como um pulmão artificial e retorna oxigenado para o corpo.

“O ECMO é um dos últimos recursos utilizados em uma UTI por ser caro e muito complexo, e com a pandemia de Covid-19 a necessidade dessa terapia foi multiplicada”, disse Holzhacker.

A mesma equipe médica do hospital americano relatou em outro estudo, publicado no início de 2020 na revista Critical Care, ter conseguido também com base na ventilação mecânica individualizada visualizada pelo tomógrafo desenvolvido pela Timpel reduzir pela metade o risco de morte de pacientes obesos e com insuficiência respiratória aguda que necessitaram ser intubados.

“A conexão com a equipe médica desse hospital, que é o maior da Universidade Harvard, e de outras instituições hospitalares, não só nos Estados Unidos, mas também no Brasil, Itália e Espanha, foi fundamental para respondermos às demandas apresentadas pela pandemia de Covid-19”, afirmou Holzhacker.

Também contribuiu o fato de terem desenvolvido antes da pandemia de Covid-19 uma ampla gama de aplicações para tomógrafo, como para pacientes obesos – que fazem parte dos grupos de risco de desenvolver formas graves da doença –, para ajudar a avaliar o efeito da colocação do paciente na posição prona (de bruços), para uso pediátrico e em neonatos, entre outros usos, avaliou o executivo.

Plataforma versátil

A versatilidade de uma tecnologia utilizada por pesquisadores da startup Biolinker para produzir proteínas recombinantes de difícil expressão também foi o que permitiu à biotech desenvolver kits e testes de diagnóstico para detecção de Covid-19.

Por ser baseada em uma metodologia, chamada de sistema livre de células, existente há mais de 100 anos e empregada para decodificar o genoma humano, a tecnologia ainda é muito cara.

Por meio de aprimoramentos da metodologia em etapas, os pesquisadores da empresa, incubada no Centro de Inovação, Empreendedorismo e Tecnologia (Cietec), têm conseguido produzir e purificar proteínas recombinantes de forma continuada.

“Somos a segunda empresa no mundo capaz de liofilizar esse sistema livre de células. Isso é importante porque permite aumentar a estabilidade e o rendimento de proteínas e facilitar o transporte”, disse Mona das Neves Oliveira, fundadora da empresa.

Com a emergência da Covid-19, os pesquisadores da Biolinker viram que a plataforma tecnológica que desenvolveram poderia ser usada na produção de proteínas liofilizadas do SARS-CoV-2, que são importantes para o desenvolvimento de vacinas, novos medicamentos e testes de diagnóstico da doença. Entre essas proteínas estão a nucleocapsídeo N – a fração antigênica da proteína da superfície do SARS-CoV-2, chamada spike, usada pelo novo coronavírus para se conectar a um receptor nas células humanas (proteína ACE2) e infectá-las – e a RBD (sigla em inglês de domínio de ligação do receptor), que é a ponta da spike.

A nucleocapisídeo N está sendo usada em um teste ELISA – sigla em inglês de Enzyme-Linked Immunosorbent Assay –, que a empresa está desenvolvendo em parceria com a professora Ester Sabino, pesquisadora do Instituto de Medicina Tropical da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (IMT-USP), por meio de projeto apoiado pelo PIPE-Fapesp.

O teste visa detectar a presença de anticorpos do tipo imunoglobulina G (IgG), produzidos ainda na fase aguda da doença (em média dez dias após o início dos sintomas) no soro de pacientes (leia mais em pesquisaparainovacao.fapesp.br/1406).

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