Um pâncreas artificial pode revolucionar o tratamento da diabetes, e pode demorar apenas alguns anos.
Para milhões de pessoas com diabetes em todo o mundo, a vida está cheia de picadas de dedos, injecções e picos e gotas nos níveis de açúcar no sangue. Para as pessoas que querem regular os seus níveis de açúcar no sangue automaticamente, um pâncreas artificial poderia mudar tudo isso.
O pâncreas artificial é constituído por 3 partes
“O pâncreas artificial irá revolucionar o tratamento da diabetes”, disse o Dr Eric Renard, professor de endocrinologia, diabetes e metabolismo na Escola de Medicina de Montpellier, em Montpellier, França. “Pode prevenir complicações da diabetes, incluindo cegueira, insuficiência renal, amputações, doenças cardíacas e até mesmo a morte”.
Renard, que está a liderar o primeiro ensaio clínico do dispositivo, disse: “A qualidade de vida será grandemente melhorada porque as pessoas deixarão de precisar de continuar a agulhar e, assim, a controlar a sua saúde”.
Ele explicou que o pâncreas artificial foi concebido para ajudar as pessoas com diabetes tipo 1 a manter os seus níveis de açúcar no sangue dentro dos limites normais, o que é essencial para prevenir complicações da diabetes.
Jeffrey I. Joseph, PhD, director do Centro para o Pâncreas Artificial da Universidade Thomas Jefferson em Filadélfia, disse que o órgão artificial tem três partes que devem funcionar perfeitamente em sincronia: as três partes são sensores que monitorizam constantemente os níveis de açúcar no sangue ou nos tecidos, uma bomba de infusão de insulina, e um algoritmo informático que controla o fornecimento de insulina por minuto com base em medições de glicose no sangue. O sensor transmite a informação para a bomba de infusão de insulina, que depois distribui a quantidade certa de insulina.
Joseph disse: “Estamos a avançar passo a passo para este objectivo”, com investigadores de todo o mundo a testar os vários componentes do sistema individualmente e em conjunto.
Bombas de insulina tornam a vida mais fácil para os pacientes
Os dispositivos mais desenvolvidos são actualmente bombas de insulina, que podem ser usadas num cinto ou totalmente implantadas no corpo. As bombas externas já são utilizadas por milhares de diabéticos em todo o mundo, enquanto que as bombas implantáveis são aprovadas na Europa e em ensaios clínicos nos EUA, podendo ambas ser utilizadas num pâncreas artificial.
Reynard disse que o desenvolvimento de bombas implantáveis foi um grande passo em frente, com estudos mostrando os benefícios de múltiplas injecções diárias de insulina no controlo dos níveis de açúcar no sangue e na melhoria da qualidade de vida.
O dispositivo do tamanho de um disco, fabricado pela Medtronic MiniMed em Northridge, Califórnia, é implantado sob a pele no abdómen, e o dispositivo fornece insulina ao corpo “tal como um verdadeiro pâncreas”, disse ele.
Lori Hahn, uma californiana de 41 anos que sofre de diabetes há mais de uma década, diz que a bomba implantável mudou a sua vida.
“Antes da bomba implantável, a minha vida era uma montanha-russa de açúcar no sangue e emoções”, disse Hahn, que está a participar num ensaio clínico nos EUA. “Senti-me fora de controlo e tive de passar muito tempo a tentar controlar os meus níveis de açúcar no sangue. Com a bomba implantável, posso esquecer que sou diabético”, disse Hahn, uma esposa a tempo inteiro e mãe de três filhos activos.
A bomba utiliza uma fórmula especial de insulina, que é reenchida de dois em dois ou de três em três meses. A insulina é administrada em pequenas doses ao longo do dia, à semelhança do pâncreas. Está também programado para fornecer mais insulina durante as refeições. Antes de uma refeição ou lanche, pressionar um botão no comunicador da bomba pessoal do tamanho de um pager para fazer com que a bomba dispense uma dose de insulina.
Smart system gere a quantidade de insulina necessária
Outras investigações têm-se concentrado na melhoria da transferência de informação entre o sensor de glucose e a bomba de insulina externa. Segundo Joseph, um marco importante foi alcançado quando a US Food and Drug Administration (FDA) aprovou um dos primeiros sistemas inteligentes, o que permite aos dois sistemas transmitir informação através de uma ligação sem fios.
Ele disse que tal sistema exigiria muito trabalho de medição em termos de dosagem de insulina.
Tradicionalmente, os pacientes tiveram de picar o dedo e colocar uma gota de sangue numa tira de teste para obter uma leitura da glicemia para estimar quantas gramas de hidratos de carbono pretendem comer e para calcular a quantidade de insulina de que necessitam. Há uma grande margem de erro neste sistema e cálculos incorrectos podem levar a níveis perigosamente altos ou baixos de glicose no sangue.
Com o sistema Paradigm recentemente aprovado, que combina uma bomba de insulina Medtronic MiniMed dos EUA e um monitor de glicose da BD (Becton Dickinson), os pacientes ainda medem os seus níveis de glicose no sangue ao picar o dedo, mas o monitor de glicose do tamanho de um pager transmite a informação directamente para a bomba de insulina. A bomba de insulina calcula então a quantidade de insulina necessária para a glicemia actual. O cálculo da dose necessária através da bomba evita os erros que por vezes resultam da introdução manual destes dados, diz ele.
Joseph disse: “Cabe ao paciente decidir se a dose recomendada é correcta e premir o botão para administrar a dose recomendada”. “Não é um pâncreas artificial, porque não é totalmente automatizado. Mas é um grande passo em frente na comodidade e tem o potencial de melhorar o controlo glicémico num ambiente clínico”.
O sensor de glicose mede os níveis de açúcar no sangue
Joseph disse que existem cerca de duas dúzias de empresas e laboratórios académicos a trabalhar em sensores de glucose. Alguns são sensores de glicose, outros são sensores de glicose líquida dos tecidos; alguns são colocados debaixo da pele pelo paciente, enquanto outros são implantados no corpo por longos períodos de tempo.
Disse que embora os sensores de glicose tenham melhorado significativamente nos últimos anos, continuam a ser um factor limitador na criação de um pâncreas artificial.
O Dr. Steve Lane, líder em exercício do projecto do programa de tecnologia médica no Laboratório Nacional Lawrence Livermore do Departamento de Energia dos EUA, concordou.
Diz Lane, “É quase certo que o objectivo de produzir um pâncreas artificial será alcançado”. O departamento da Lane trabalhou com a MiniMed para desenvolver um protótipo do pâncreas artificial. “Mas ainda existem alguns obstáculos a ultrapassar, sendo o principal a detecção da glucose. Até à data, ninguém desenvolveu um método muito seguro de detecção da glucose”.
Animas está a desenvolver um sensor de glicose óptica implantável, que em estudos animais e humanos preliminares utiliza um dispositivo óptico infravermelho para medir com precisão os níveis de glicose no sangue.
“A cabeça miniatura do sensor é colocada à volta de um vaso sanguíneo e a fonte de luz é focada através do sangue para o detector”, disse Joseph. “A absorção da luz em comprimentos de onda infravermelhos específicos determina a concentração de açúcar no sangue”.
Outros desenvolvimentos são os sensores de glucose implantáveis MiniMed de curto e longo prazo, concebidos para medir continuamente os níveis de açúcar no fluido ou sangue dos tecidos.
Pâncreas artificial testado clinicamente primeiro
Em França, Renard liderou o primeiro ensaio clínico de um pâncreas artificial, combinando o sensor de glicose de longo prazo MiniMed com a sua bomba de insulina implantável num sistema totalmente automatizado.
Em um pequeno procedimento cirúrgico, o sensor implantável é inserido numa veia jugular que conduz ao coração. O sensor é ligado à bomba de insulina implantável através de um fio subcutâneo: à medida que os níveis de glucose no sangue flutuam, o sensor transmite um sinal à bomba de insulina para indicar a dose de insulina a ser fornecida pela bomba.
“O doente não tem de fazer nada”, diz Renard. “Tudo isto é automatizado. Mesmo ao comer hidratos de carbono elevados, o sensor envia o sinal apropriado para fazer com que a bomba forneça mais insulina”.
Reynard disse que os dados dos primeiros cinco pacientes que utilizaram o dispositivo durante pelo menos seis meses mostraram que o sensor mediu com precisão os níveis de glicose em 95% dos casos, em comparação com os valores obtidos através de picadas de dedos.
Ele disse: “O nosso objectivo é atingir 90% de precisão, portanto isto é muito preciso”.
Mais importante, os pacientes que utilizam uma bomba de insulina ligada ao sensor mantiveram os seus níveis de glicemia na gama normal mais de 50% do tempo, enquanto que os que utilizam a bomba implantável para regular a administração de insulina através de medições da picada no dedo mantiveram os seus níveis na gama normal apenas cerca de 25% do tempo.
Além disso, disse Renard, o risco de uma queda súbita do açúcar no sangue para níveis perigosamente baixos (chamados hipoglicemia) – que pode ocorrer sempre que a insulina é administrada em excesso – cai para menos de 5%.
Uma das etapas seguintes, disse ele, era tornar os sensores mais duráveis, necessitando de substituição apenas a cada dois ou três anos. Enquanto a bomba de insulina implantável média é utilizada durante oito anos antes de ser substituída, os sensores falham após uma média de nove meses, disse ele.
No entanto, Renard acredita que este obstáculo é fácil de ultrapassar. “Só temos de usar um material diferente e torná-lo mais robusto”, disse ele.
Mas Joseph diz que isto pode representar um enorme desafio: “Anos de investigação mostraram que os sensores tendem a falhar em meses em vez de anos devido ao ambiente duro do corpo”.
Reynard disse que os procedimentos matemáticos para o cálculo da quantidade de insulina entregue em diferentes alturas do dia também precisam de ser refinados. “Neste momento, uma bomba de insulina pode permitir a um diabético manter os níveis normais de açúcar no sangue durante meio dia, tal como a um não diabético. Mas também significa que não consegue controlar os seus níveis de açúcar no sangue durante a outra metade do dia, o que é uma percentagem demasiado elevada”.
Mas ele acrescentou que o problema foi facilmente resolvido. “O principal problema é ter sensores precisos, que temos hoje. Devemos ter sensores que funcionem mais tempo e funcionem melhor, e depois disso, estarão prontos para uso clínico”.
Joseph concordou. Ele disse: “Eles demonstraram a viabilidade de sinalização entre o sensor de glicose e a bomba de insulina, que pode fornecer insulina automaticamente, que é o pâncreas artificial. Isso seria perfeito? Claro que não. Mas estamos a aproximar-nos da perfeição”.