Un tomógrafo por impedancia eléctrica desarrollado por la empresa paulista Timpel ayudó a médicos del Hospital General de Massachussetts (Boston, EE.UU.), a reducir en 80% la necesidad de pacientes con insuficiencia respiratoria aguda internados en la institución y con indicación de terapia de oxigenación por membrana extracorpórea (ECHO) a ser sometidos al tratamiento popularmente conocido como "pulmón artificial" y adoptado hoy en casos muy graves de Covid-19.
Los resultados del estudio fueron descriptos en un artículo publicado en la revista Respiratory Care.
“El equipo de rescate pulmonar de este hospital ha estado utilizando el equipo que desarrollamos desde 2016 y viene obteniendo resultados espectaculares”, dijo Rafael Holzhacker, en una conferencia presentada durante el webinar “Emprendimiento científico e innovación en respuesta al COVID-19”, realizado por la FAPESP, con el apoyo del Global Research Council (GRC), el 7 de abril.
La tomografía por impedancia eléctrica, desarrollada por la empresa con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE), permite a los equipos médicos monitorear de manera continua y no invasiva el estado pulmonar de los pacientes con insuficiencia respiratoria a pie de cama. Así, es posible optimizar la ventilación mecánica para reducir las complicaciones y lesiones pulmonares y evitar una prolongación innecesaria del procedimiento.
“La ventilación mecánica es compleja, no intuitiva y presenta varios peligros que no son visibles al lado de la cama. Además, las respuestas de los pacientes son muy heterogéneas”, señaló Holzhacker.
La evolución de los pacientes durante la intubación es lenta y la estrategia de ventilación mecánica adoptada en un caso puede no funcionar en otro.
“Por eso, es muy importante que el equipo médico cuente con indicadores individualizados para visualizar el estado del pulmón de un paciente para poder realizar correctamente la ventilación mecánica, con el fin de reducir el tiempo de dependencia y, en consecuencia, los efectos secundarios de la intubación”, dijo Holzhacker.
El tomógrafo evalúa la resistencia al paso de una corriente eléctrica (la impedancia), que varía sustancialmente debido al aire en los pulmones, a medida que el paciente inhala y exhala.
A través de un cinturón con 32 electrodos, el equipo emite una corriente eléctrica de baja intensidad alrededor del pecho del paciente, similar a la corriente eléctrica utilizada en los exámenes de electrocardiograma.
A medida que atraviesa el pecho y encuentra diferentes resistencias a lo largo del camino, la corriente eléctrica indica la región de los pulmones por donde circula el aire. A partir de la impedancia medida en la superficie del tórax, se generan 50 imágenes por segundo, que representan la distribución y dinámica de la insuflación pulmonar, proporcionando información vital al médico, en tiempo real, junto a la cama.
El software integrado en el equipo, desarrollado durante el proyecto con el apoyo de PIPE-FAPESP, permite al equipo médico evaluar la mejor estrategia de ventilación protectora para el paciente.
Con el auxilio del equipamiento, el equipo médico del Hospital General de Massachusetts desarrolló estrategias de ventilación mecánica individualizadas para 15 pacientes con insuficiencia respiratoria aguda ingresados en la institución y con indicación de ECMO.
Mediante maniobras de ventilación mecánica visualizadas mediante la tomografía, lograron que solo dos de los 15 pacientes con indicación de ECMO fueran sometidos al procedimiento, en el cual la sangre del paciente circula fuera del cuerpo, a través de cánulas, pasa por la bomba y membrana de un equipo que funciona como pulmón artificial y vuelve oxigenado al organismo.
"La ECMO es uno de los últimos recursos utilizados en una UCI porque es costosa y muy compleja, y con la pandemia de COVID-19 se ha multiplicado la necesidad de esta terapia", dijo Holzhacker.
El mismo equipo médico del hospital estadounidense informó en otro estudio, publicado a principios de 2020 en la revista Critical Care, haber conseguido, a partir de la ventilación mecánica individualizada visualizada por el tomógrafo desarrollado por Timpel, reducir a la mitad el riesgo de muerte en pacientes obesos y con insuficiencia respiratoria aguda que necesitaban ser intubados.
“La conexión con el equipo médico de este hospital, que es el más grande de la Universidad de Harvard, y otras instituciones hospitalarias, no solo en Estados Unidos, sino también en Brasil, Italia y España, fue fundamental para dar respuesta a las necesidades demandadas por la pandemia de COVID-19”, dijo Holzhacker.
También contribuyó el hecho de que antes de la pandemia de COVID-19 desarrollaron una amplia gama de aplicaciones para tomógrafo, tanto para pacientes obesos, que están en riesgo de desarrollar formas graves de la enfermedad, para ayudar a evaluar el efecto de la colocación del paciente en posición prona (de bruces), como para uso pediátrico y en neonatos, entre otros usos, evaluó el ejecutivo.
Plataforma versátil
La versatilidad de una tecnología utilizada por los investigadores de la startup Biolinker para producir proteínas recombinantes de difícil expresión también fue lo que permitió a la biotecnología desarrollar kits y pruebas de diagnóstico para la detección de COVID-19.
Debido a que se basa en una metodología, llamada sistema libre de células, que existe desde hace más de 100 años y se utiliza para decodificar el genoma humano, la tecnología sigue siendo muy cara.
Mediante mejoras en la metodología por etapas, los investigadores de la empresa, incubada en el Centro de Innovación, Emprendimiento y Tecnología (Cietec), han podido producir y purificar proteínas recicladas de forma continuada.
“Somos la segunda empresa del mundo capaz de liofilizar este sistema libre de células. Esto es importante porque permite aumentar la estabilidad y el rendimiento de proteínas y facilitar el transporte ”, dijo Mona das Neves Oliveira, fundadora de la empresa.
Con la aparición de COVID-19, los investigadores de Biolinker vieron que la plataforma tecnológica que desarrollaron podría utilizarse en la producción de proteínas liofilizadas a partir del SARS-CoV-2, que son importantes para el desarrollo de vacunas, nuevos fármacos y pruebas de diagnóstico de enfermedades. Entre estas proteínas se encuentran la nucleocápside N, la fracción antigénica de la proteína de superficie del SARS-CoV-2, llamada espiga, utilizada por el nuevo coronavirus para conectarse a un receptor en las células humanas (proteína ACE2) e infectarlas, y la RBD (abreviatura en inglés de dominio de conexión del receptor), que es la punta de la espiga.
La nucleocapiside N se está utilizando en una prueba ELISA, que la compañía está desarrollando en asociación con la profesora Ester Sabino, investigadora del Instituto de Medicina Tropical de la Facultad de Medicina de la Universidad. de São Paulo (IMT-USP), a través de un proyecto apoyado por PIPE-FAPESP.
La prueba busca detectar la presencia de anticuerpos del tipo inmunoglobulina G (IgG), todavía producidos en la fase aguda de la enfermedad (en promedio diez días después de la aparición de los síntomas) en el suero de los pacientes (leer más en researchchaparainovacao.fapesp .br / 1406).
La prueba fue validada por IMT-USP a través de muestras de sangre de 250 pacientes tratados en el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la USP.
“Pudimos obtener resultados muy interesantes. Los datos indicaron que la prueba que desarrollamos tiene una sensibilidad del 95% para detectar anticuerpos IgG, un índice más alto que el de otros disponibles comercialmente”, comparó Oliveira.
La proteína RBD se está utilizando en una popular prueba de COVID-19 que la compañía desarrolló en asociación con el investigador Frank Crespilho, profesor del Instituto de Química São Carlos de la USP (lea más en agencia.fapesp.br/35036/).
“Esta proteína, que es importante para evaluar la efectividad de las vacunas contra COVID-19, porque detecta anticuerpos neutralizantes, es extremadamente difícil de expresar. Desarrollamos estrategias para mantener la estabilidad y mejorar su respuesta y sensibilidad”, dijo Neves.
Ambas pruebas se encuentran en las etapas finales de ensayo para obtener el registro en la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa).
Más recientemente, la empresa se asoció con los investigadores Ligia Morganti y Carlos Roberto Jorge Soares, del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen), para producir la proteína espiga completa del SARS-CoV-2.
"Esta proteína es extremadamente grande, difícil de expresar y la estamos produciendo en células humanas", dijo Neves.
Cultura de innovación
Además de Biolinker y Timpel, otras empresas apoyadas por PIPE-FAPESP se han destacado en el desarrollo de soluciones destinadas a combatir el COVID-19. Entre ellas se encuentran Biologix y Hoobox, ambos miembros de Eretz, la incubadora de empresas emergentes del Hospital Israelita Albert Einstein.
Biologix ha desarrollado un sistema de Internet de las cosas para diagnosticar y monitorear la apnea del sueño en ambientes domiciliarios, que ha demostrado ser útil para monitorear de forma remota a pacientes con síntomas leves o sospechas de COVID-19 y derivarlos a un hospital solo cuando se detecta el empeoramiento de las señales clínicas (vea más en researchchaparainovacao.fapesp.br/1374).
Hoobox, a su vez, desarrolló en asociación con una spin-off de Einstein, la startup Radsquare, un sistema que, a través de la inteligencia artificial y la visión por computadora de reconocimiento facial, identifica a los pacientes con fiebre a distancia. El equipo ha sido utilizado por el hospital para monitorear a los visitantes (lea más en agencia.fapesp.br/32933/).
“Este sistema, llamado Fevver, fue desarrollado en asociación con el Hospital Israelita Albert Einstein”, dijo Rodrigo Bornhausen Demarch, director de innovación de la institución y cofundador y CEO de healthtech Zetta Health Analytics.
Según el ejecutivo, el área de innovación del hospital de São Paulo es más conocida por Eretz, pero la innovación en la institución va mucho más allá y se inicia en un área denominada Laboratorio de Diseño.
"Es a través de esta área que comienzan a promoverse iniciativas de innovación dentro de la organización", explicó Demarch.
La gestión del proceso de innovación, de propiedad intelectual, que incluye la transferencia y licenciamiento de innovaciones tecnológicas, y el desarrollo de alianzas con empresas y universidades se realiza en Einstein a través de un área denominada Business Technology Center (BTC).
Eretz es el tercer gran pilar de innovación de Einstein, dijo el ejecutivo. Concebida originalmente como una incubadora de startups, se ha transformado en un ecosistema de innovación y emprendimiento en salud, reuniendo hoy a 76 empresas, el 70% de las cuales están activas en salud digital, 15% en biotecnología y el resto orientado al desarrollo de dispositivos médicos.
Las empresa incubadas reciben apoyo en marketing, desarrollo de negocios, capacitación, protección de la propiedad intelectual, captación de recursos de inversores y de agencias de apoyo a investigaciones e innovación tecnológica.
“Las startups incubadas en Eretz captaron más de R$ 9 millones en recursos para el desarrollo de soluciones orientadas a la lucha contra el nuevo coronavirus”, dijo Demarch.
En su opinión, el emprendedorismo de base tecnológica en salud en Brasil ya alcanzó un buen nivel de madurez. Apoyarse en la ciencia es fundamental para desarrollar innovaciones en esta área, indicó.
“Una buena tecnología de salud necesita estar siempre apoyada en ciencia, antes de toda otra cosa, en la gran mayoría de los casos, y eso requiere un proceso exploratorio para identificar un problema clínico no resuelto”, aseguró.
Puede accederse a todo el evento en https://covid19.fapesp.br/empreendedorismo-cientifico-e-inovacao-em-resposta-a-covid-19/488.