Dispositivo desenvolvido pode ser o primeiro passo para tornar humanos parte da internet das coisas
- Multiversolab7
- 6 de jul. de 2020
- 3 min de leitura
Crédito: Federico Beccari em Unsplash.
Cientistas conseguem preparar mecanismo que controla seus genes e fazem alterações em compostos celulares, o estudo é uma base para se construir um dispositivo bioeletrônico que controla nossas atividades corporais de uma forma chamada na reportagem de "Internet do Corpo".
Uma equipe de pesquisadores liderada por Martin Fussenegger, professor de ETH em Biotecnologia e Bioengenharia do Departamento de Ciência e Engenharia de Biosystems de Basileia, publicou um estudo que é o primeiro a explorar como a expressão gênica pode ser diretamente ativada e regulada usando sinais elétricos em ratos.
O estudo, publicado na revista Science, descreve o protótipo dos pesquisadores sendo testados em camundongos, onde eles estabeleceram que ele funciona "perfeitamente". "Queríamos controlar diretamente a expressão gênica usando eletricidade por um longo tempo; agora finalmente conseguimos", diz Fussenegger.
As células projetadas são um ponto focal emergente da biologia sintética, preparada com potencial para produzir ou administrar terapêuticas, quando necessário. Coletivamente, a equipe de pesquisa tem uma grande experiência na criação de redes genéticas e implantes sintéticos que são capazes de responder a certos estados fisiológicos do corpo, como níveis variáveis de lipídios no sangue ou níveis de açúcar no sangue. Demonstrou-se que essas redes respondem a estímulos bioquímicos, além de estímulos externos - como a luz. Mas e a eletricidade?
Um dispositivo bioeletrônico futurista
Esse foi o próximo desafio. Fussenegger e sua equipe projetaram um dispositivo bioeletrônico composto de vários componentes, incluindo uma placa de circuito impresso e uma cápsula contendo células β humanas projetadas, criadas para que respondam à despolarização da membrana, liberando rapidamente insulina de vesículas intracelulares de armazenamento. A conexão desses dois componentes é um pequeno cabo. O dispositivo bioeletrônico é implantado e um sinal de rádio fora do corpo ativa a eletrônica dentro do dispositivo, que subsequentemente transmite um sinal diretamente para as células. O sinal desencadeia uma inversão de carga na membrana celular e, assim, os íons cálcio entram na célula e os íons potássio saem. A reversão temporária de carga ativa o gene produtor de insulina e, como resultado, a insulina é transportada para a membrana onde é então liberada.
Neste estudo, os pesquisadores testaram seu dispositivo em um modelo de camundongo com diabetes tipo 1, implantando-o por via subcutânea, e descobriram que o sistema de liberação vesicular acionada por eletrochoque poderia restaurar os níveis normais de glicose no sangue em tempo real, com os níveis de insulina atingindo em 10 minutos.
Os pesquisadores afirmam que, teoricamente, o dispositivo pode ser implantado no corpo de um indivíduo diabético e conectado a um aplicativo em seu smartphone. Depois que o paciente ingere comida e os níveis de açúcar no sangue começam a subir, eles podem usar o aplicativo no telefone para acionar um sinal elétrico e, pouco tempo depois, as células podem ser acionadas para liberar a quantidade necessária de insulina para regular o paciente e seus níveis de glicose no sangue.
A internet do corpo
Fussenegger acredita que há uma série de vantagens no desenvolvimento mais recente da equipe: "Nosso implante pode estar conectado ao universo cibernético", diz ele. "Médicos ou pacientes podem usar um aplicativo para intervir diretamente e desencadear a produção de insulina, algo que eles também podem fazer remotamente pela Internet assim que o implante transmitir os dados fisiológicos necessários".
"Um dispositivo desse tipo permitiria que as pessoas fossem totalmente integradas ao mundo digital e se tornassem parte da Internet das Coisas - ou mesmo da Internet do Corpo", diz Fussenegger.
É fácil ficar empolgado com a perspectiva, mas o dispositivo é novo e uma infinidade de considerações deve ser levada em consideração antes que isso se aproxime dos humanos.
Em primeiro lugar, é sabido que os dispositivos elétricos correm o risco de serem invadidos. Para esse fim, Fussenegger diz: "As pessoas já usam marcapassos teoricamente vulneráveis a ataques cibernéticos, mas esses dispositivos têm proteção suficiente. Isso é algo que também deveríamos incorporar em nossos implantes".
Além disso, o dispositivo interage com a genética e, como demonstrou o advento de tecnologias como o CRISPR e as ferramentas de engenharia do genoma, isso não é considerado leviano do ponto de vista regulatório e de segurança. Os cientistas precisarão realizar mais pesquisas para confirmar que nenhum dano é causado às células e aos genes dentro dessas células e para determinar qual é a corrente elétrica máxima que pode ser adotada.
Finalmente, em termos de logística, como as células no implante serão substituídas? O trabalho atual da equipe sugere que isso é algo que precisa ser feito a cada três semanas. Quão prático isso seria?
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