Pancreas Artificiais no Horizonte

Um pâncreas artificial pode revolucionar o tratamento da diabetes, e pode estar a apenas alguns anos de distância.

Pancreas Artificiais no Horizonte

Um pâncreas artificial pode revolucionar o tratamento da diabetes, e pode estar a apenas alguns anos de distância.

Do arquivo médico

Para milhões de pessoas com diabetes em todo o mundo, a vida é uma série de palitos, injeções e aumentos e quedas nos níveis de açúcar no sangue. Mas com sua promessa de regular automaticamente o açúcar no sangue de uma pessoa, o pâncreas artificial pode mudar tudo isso.

"O pâncreas artificial revolucionará o tratamento do diabetes", diz Eric Renard, MD, PhD, professor de endocrinologia, diabetes e metabolismo na Faculdade de Medicina de Montpellier, em Montpellier, França. "Ele evitará complicações do diabetes, [que incluem cegueira, insuficiência renal, amputações, doenças cardíacas e morte]. E a qualidade de vida será tremendamente melhorada, pois as pessoas não precisarão estar constantemente picando e se monitorando", diz Renard, que está liderando o primeiro ensaio clínico do dispositivo.

O pâncreas artificial é projetado para ajudar os pacientes com diabetes tipo 1 a manter os níveis de açúcar no sangue dentro da faixa normal -- crítico para evitar complicações do diabetes, explica ele.

O órgão feito pelo homem tem três partes, todas elas têm que funcionar perfeitamente em sincronia: um sensor que monitora continuamente os níveis de açúcar no sangue ou nos tecidos, uma bomba de infusão de insulina e um algoritmo de computador que controla a entrega de insulina minuto a minuto com base no açúcar no sangue medido, diz Jeffrey I. Joseph, DO, diretor do Centro do Pâncreas Artificial da Universidade Thomas Jefferson na Filadélfia. O sensor retransmite informações para a bomba, que então dispensa apenas a quantidade certa de insulina.

Um dispositivo totalmente automatizado e integrado provavelmente não estará pronto para o horário nobre por pelo menos quatro anos - talvez mais. Mas "estamos chegando lá um passo de cada vez", diz Joseph, com pesquisadores em todo o mundo testando vários componentes do sistema sozinhos ou em combinação.

Bomba de insulina um passo à frente

A bomba de insulina, que é usada em uma esteira ou totalmente implantada no corpo, é a mais avançada em seu desenvolvimento. A bomba externa já é usada por milhares de pessoas com diabetes em todo o mundo, e a bomba implantável é aprovada na Europa e está em testes clínicos nos Estados Unidos.

O desenvolvimento da bomba implantável foi um grande passo em frente, diz Renard, com estudos mostrando vantagens significativas sobre múltiplas injeções diárias de insulina no controle dos níveis de açúcar no sangue e na melhoria da qualidade de vida.

Feito pela Medtronic MiniMed de Northridge, Califórnia, o dispositivo do tamanho de um disco de hóquei é implantado sob a pele do abdômen, de onde ele fornece insulina ao corpo, "como o pâncreas real", diz ele.

Lori Hahn, uma californiana de 41 anos que sofre de diabetes há mais de uma década, diz que a bomba implantável mudou sua vida. "Antes da bomba, minha vida era uma montanha-russa, tanto em termos de açúcar no sangue quanto emocionalmente", diz Hahn, que está participando de um ensaio clínico nos Estados Unidos. "Eu me senti fora de controle e tive que concentrar muito do meu tempo no controle do meu açúcar no sangue.

"Com a bomba implantável, posso esquecer que sou diabético", diz Hahn, uma esposa trabalhadora e mãe de três jovens ativos.

A bomba, que usa insulina especialmente formulada, é reabastecida a cada dois ou três meses. Ela fornece insulina em rajadas curtas ao longo do dia, semelhante a um pâncreas. Também é programada para fornecer maiores quantidades de insulina durante as refeições. Antes de uma refeição ou lanche, um apertar de um botão em um comunicador de bomba pessoal do tamanho de um pager diz à bomba para dispensar uma dose de insulina.

Sistema inteligente um marco importante

Outras pesquisas estão focando na melhoria da comunicação entre o sensor de glicose e a bomba de insulina externa. Segundo Joseph, um marco importante foi alcançado neste verão quando a FDA aprovou um dos primeiros sistemas inteligentes que permite que os dois sistemas se comuniquem através de uma conexão sem fio.

Tais sistemas tiram muito do trabalho de adivinhação da dosagem de insulina, diz ele.

Tradicionalmente, os pacientes tinham que picar os dedos e colocar o sangue em uma tira para obter uma leitura de açúcar no sangue, estimar quantas gramas de carboidratos eles planejavam comer, e calcular mentalmente a quantidade de insulina de que precisavam. O sistema deixou muito espaço para erros, com o cálculo errado potencialmente levando a níveis perigosamente altos ou baixos de açúcar no sangue.

Com o recém aprovado sistema Paradigm, que combina a bomba de insulina Medtronic MiniMed e um monitor de glicose da Becton Dickinson, os pacientes ainda picam seus dedos para medir seus níveis de açúcar no sangue. Mas o monitor de glicose do tamanho de um pager transmite a informação diretamente para a bomba de insulina. A bomba de insulina calcula então a quantidade de insulina necessária para o açúcar no sangue atual. Fazendo a bomba calcular a dose necessária, você poderia evitar erros que às vezes resultam quando os pacientes introduzem esses dados manualmente, diz ele.

"Cabe ao paciente decidir se a quantidade sugerida é correta e apertar um botão para entregar a dose recomendada", diz Joseph. "Não se trata de um pâncreas artificial, pois não é totalmente automatizado. Mas é um grande avanço de conveniência e tem o potencial de melhorar o controle do açúcar no sangue no ambiente clínico".

Medindo os níveis de açúcar no sangue

Cerca de duas dúzias de empresas e laboratórios acadêmicos estão desenvolvendo sensores de glicose, diz Joseph. Alguns são sensores de glicose no sangue, outros são sensores de glicose no fluido tecidual; alguns são colocados sob a pele pelo paciente, outros são implantados a longo prazo no corpo.

Embora os sensores de glicose tenham melhorado significativamente nos últimos anos, eles ainda são o fator limitante para a fabricação do pâncreas artificial, diz ele.

Steve Lane, PhD, líder interino do Programa de Tecnologias Médicas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore do Departamento de Energia, concorda.

"Quase certamente o objetivo de produção de um pâncreas artificial será alcançado", diz Lane, cujo departamento trabalhou em um protótipo do pâncreas artificial em parceria com a MiniMed. "Mas há obstáculos a serem superados, sendo o principal deles a detecção de glicose". Até hoje, ninguém desenvolveu uma maneira infalível de detectar a glicose".

A Animas Corp. está desenvolvendo um sensor de glicose óptica implantável. Em estudos com animais e humanos preliminares, o dispositivo mediu com precisão os níveis de açúcar no sangue usando ótica infravermelha.

"Uma cabeça miniatura de sensor é colocada ao redor de um vaso sanguíneo, e uma fonte de luz é focalizada através do sangue para um detector", diz Joseph. "A absorção da luz em comprimentos de onda infravermelhos específicos determina a concentração de açúcar no sangue".

Mais adiante no desenvolvimento estão os sensores de glicose implantáveis Medtronic MiniMed de curto e longo prazo, projetados para medir continuamente o nível de açúcar no fluido ou sangue do tecido.

Primeiro Pâncreas Artificial Testado

Na França, Renard está liderando o primeiro ensaio clínico de um pâncreas artificial - um sistema totalmente automatizado que combina o sensor de glicose de longo prazo do Medtronic MiniMed e sua bomba de insulina implantável.

Em um procedimento cirúrgico menor, o sensor implantável é inserido em uma veia do pescoço que leva ao coração. O sensor é conectado, através de um fio do tipo elétrico sob a pele, à bomba de insulina implantável: Conforme os níveis de açúcar no sangue flutuam, um sinal indica à bomba a quantidade de insulina a ser fornecida.

"O paciente não tem que fazer nada", diz Renard. "É tudo automático. Mesmo que você esteja comendo uma refeição rica em carboidratos, o sensor dará o sinal apropriado para fornecer mais insulina".

Renard diz que os dados dos primeiros cinco pacientes que usaram o dispositivo durante pelo menos seis meses mostram que o sensor mediu com precisão a glicose em 95% dos casos quando comparado com os valores obtidos por palitos de dedos.

"Nossa meta era atingir 90% de precisão, portanto isto é muito preciso", diz ele.

Mais importante ainda, os níveis de açúcar no sangue foram mantidos na faixa normal mais de 50% do tempo nos pacientes que usaram a bomba conectada ao sensor, em comparação com cerca de 25% do tempo para o paciente que usou os valores de fingerstick para afinar o fornecimento de insulina a partir da bomba implantável.

Além disso, o risco de queda do açúcar no sangue, conhecido como hipoglicemia, para níveis perigosamente baixos - uma possibilidade sempre que a insulina extra é entregue - caiu para menos de 5%, diz Renard.

Entre os próximos passos, diz ele, está o de tornar o sensor mais durável, portanto, ele só precisa ser trocado a cada dois ou três anos. Enquanto as bombas de insulina implantáveis funcionam em média oito anos antes de terem que ser trocadas, os sensores deixam de funcionar após uma média de nove meses, diz ele.

No entanto, Renard vê isso como um obstáculo fácil de ser vencido. "Vamos apenas usar um material diferente e torná-lo mais forte", diz ele.

Mas Joseph diz que isto pode representar um desafio formidável: "Muitos anos de pesquisa [mostram que] os sensores tendem a falhar dentro de meses em vez de anos devido ao ambiente severo do corpo".

Os programas matemáticos que calculam a quantidade de insulina que deve ser entregue em diferentes partes do dia também precisam ser refinados, diz Renard. "Neste momento, a bomba de insulina permite que um diabético passe cerca da metade de seu dia em glicemia normal, assim como um não diabético". Mas isso significa que ele não está no controle dos outros 50%, o que é um pouco alto demais".

Mas novamente, diz ele, este é um problema fácil de resolver. "O maior problema é ter o sensor preciso, e nós o temos agora. Dentro de dois anos devemos ter um que funcione mais e melhor, e depois disso, ele estará clinicamente disponível".

Joseph concorda. "Eles demonstraram a viabilidade de ter o sensor de glicose falando com a bomba de insulina, que fornece insulina automaticamente - e isso é um pâncreas artificial".

"É perfeito? Absolutamente não. Mas estamos chegando lá".