Quando o bafômetro é bem vindo
Traduzido de: Breathalyzers Coming To A Doctor Near You?
Melhoramentos no equipamento podem permitir a identificação de indicadores de doenças a partir dos traços no hálito
3 de janeiro de 2011
Por Peter Gwynne, Contribuidor do ISNS
Inside Science News Service
(ISNS) – Normalmente os motoristas não se sentem confortáveis quando tem que encarar um bafômetro. Entretanto, se as pesquisas que estão sendo realizadas, derem certo, as pessoas não só vão perder o medo dos bafômetros, como vão até gostar de sua presença.
Com uma análise do hálito de uma pessoa, o instrumento pode fornecer, de modo rápido e barato, indícios de diabetes, cânceres, asma e outras doenças - frequentemente em tempo para aumentar as chances de sucesso do tratamento.
Em um estudo de “prova de conceito” publicado no IEEE
Sensors Journal, uma equipe de cientistas conseguiu detectar uma molécula associada ao diabetes, com uma sensibilidade de partes por bilhão, em um gás que simulava o hálito de uma pessoa. Isso é pelo menos 100 vezes melhor do que as tecnologias existentes para análise do hálito, afirma o grupo. A sensibilidade é importante porque o hálito contém quantidades muito pequenas desses compostos que indicam doenças.
“A meta é obter uma ferramenta que possa eliminar grande parte dos problemas em lidar com sangue e coisas assim, e também poder eliminar exames mais dispendiosos”, argumenta Carlos Martinez, engenheiro de materiais na Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana, e membro da equipe que está desenvolvendo o dispositivo.
Se os bafômetros clínicos vierem a se tornar uma realidade, seu provável emprego pelos médicos será como sistema de alerta antecipado.
“Não é um procedimento invasivo:pode ser usado sem restrições”, explica Charlene
Bayer, principal cientista pesquisadora no Instituto de Pesquisas da Universidade Georgia Tech em Atlanta, cuja equipe está trabalhando em sua própria versão de bafômetro clínico. “É uma ferramenta de medição que indica para um médico se precisa ou não partir para exames mais dispendiosos”.
Um dispositivo portátil poderia ser particularmente útil em áreas distantes de hospitais, clínicas e de dispositivos de diagnóstico convencionais.
“Estamos tentando fazer com que funcionem em tempo real, de forma que não seja necessário enviar amostras para análise em outro laboratório. Isso reduz os custos e poupa tempo”, argumenta Martinez.
“Nós vemos isto como uma ferramenta de monitoramento, não só para emprego clínico, como também para uso doméstico, talvez para o acompanhamento de algum processo terapêutico”, acrescenta o químico pesquisador Kurt Benkstein do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) em Gaithersburg, Maryland., cuja equipe colaborou com a de Martinez em um sensor de análise de hálito.
Da mesma forma que um bafômetro convencional detecta a quantidade de álcool presente no hálito de um motorista, o instrumento que está sendo desenvolvido mede os níveis de compostos chamados de bio-marcadores que são associados a doenças específicas quando presentes em concentrações superiores às normais.
No entanto, os dispositivos clínicos são mais complicados por dois motivos. Na maioria dos casos, é necessário mais do que um bio-marcador para indicar a possibilidade de uma doença em particular. E os bio-marcadores são apenas umas poucas moléculas entre os trilhões de moléculas no hálito exalado.
“As quantidades de bio-marcadores é tão pequena que usualmente é necessário fazer o paciente soprar por muito tempo, para poder capturar o hálito e concentrá-lo o bastante para um subsequente exame”, explica Martinez.
Várias equipes de pesquisas estão desenvolvendo as sofisticadas tecnologias necessárias para detectar e medir os bio-marcadores nessas condições e tornar o processo rápido e menos penoso para o paciente. Algumas das abordagens mais promissoras envolvem o uso da nano-tecnologia, a ciência que lida com a matéria na escala de átomos isolados.
Os sensores desenvolvidos por Benkstein, Martinez e seus colegas consiste de pequenas placas aquecidas, menores do que um fio de cabelo humano, revestidas de minúsculas nano-partículas.
“Os sensores são muito pequenos e podem ser facilmente integrados em pequenas embalagens”, diz Martinez. “Nossa vantagem é o pequeno tamanho e o custo potencialmente baixo dos sensores”.
No funcionamento, os gases que passam sobre os sensores aderem às superfícies das placas e modificam a resistência elétrica das placas. Cada componente de uma mistura de gases altera a resistência de maneira caracterísitca.
Além de detectar moléculas de acetona, associadas ao diabetes, a equipe adicionou outros componentes à mistura de gases para a detecção.
“O desafio está em obter respostas mais rápidas e encontrar os bio-marcadores no meio de misturas muito complexas, até chegarmos ao hálito humano”, explica Benkstein.
Outra equipe que trabalha no Instituto Tchnion de Israel e capitaneada pelo engenheiro químico Hossam Haick, desenvolveu um “nariz eletrônico” com base em nano-tecnologia. O sensor detectou 33 compostos que aparecem com mais frequência no hálito de pacientes com câncer de pulmão do que em indivíduos saudáveis. Estudos feitos com ratos mostraram que também se pode detectar os estágios iniciais de doenças renais.
O grupo do Instituto de Pesquisas da Georgia Tech usou uma estratégia diferente para detectar sinais de câncer dos seios.
“Nossa abordagem se baseia na modificação de padrões. Nós procuramos por mudanças nos padrões de diversos bio-marcadores”, explica Bayer. “Nós também trabalhamos com câncer de pulmão”.
Em lugar de sensores com base em nano-tecnologia, o grupo usa duas técnicas comuns de laboratório para definir os padrõe: Cromatografia gasosa separa os bio-marcadores nas amostras de hálito e espectrometria de massa os identifica. Como essas técnicas envolvem o uso de equipamentos volumosos, o processo é menos adequado ao uso doméstico ou de campanha.
Seja qual for a abordagem de análise clínica de hálito que se mostrar eficaz, os pesquisadores enfatizam que os dispositivos não vão chegar ao consultório de seu médico tão cedo. “Mesmo com um bom progresso, isso vai levar de cinco a dez anos”, acautela Martinez.
Mais sobre o “Efeito Placebo”
Isaac Asimov cita em uma introdução de um dos artigos dele reunidos em um só livro (não me perguntem qual…) uma anedota sobre Niehls Bohr.
Supostamente, Bohr tinha uma “ferradura da sorte” pregada na parede por trás de sua mesa de trabalho. Quando alguém o questionava sobre essa superstição, dizem que Bohr respondia que ele, definitivamente, não acreditava que aquilo pudesse trazer sorte, mas… “tinham explicado para ele que a ferradura traria sorte, acreditasse ele ou não”.
Pois justamente quando nosso companheiro Igor Santos publica no 42 uma matéria expondo os “Florais de Bach” como um placebo sem vergonha, o EurekAlert traz uma notícia de um artigo publicado na PLoS ONE, com o sugestivo título (da notícia) “Placebos Funcionam – até sem enganação”.
De acordo com o press-release, “pesquisadores do Centro de Pesquisas Oscher da Escola de Medicina de Harvard e do Centro Médico Beth
Israel Deaconess (BIDMC) descobriram que os placebos funcionam até quando não se faz a aparentemente necessária dissimulação”.
Segundo a nota, o efeito dos placebos é tão “real” que diversos médicos o aplicam quase que livremente a seus clientes, o que resulta em um problema ético. Para tirar a questão a limpo, o Dr Ted Kaptchuk, professor associado da EMH se juntou a seus colegas da BIDMC e realizou uma pesquisa (séria) onde os placebos eram honestamente descritos como “pilulinhas de açúcar” aos pacientes e até mesmo tinham a palavra “placebo” no rótulo.
Foram acompanhados 80 pacientes portadores da síndrome do cólon irritável, que foram divididos em dois grupos. O grupo de controle não recebeu medicação alguma e o outro grupo foi instruido a tomar duas doses diárias daquilo que foi descrito como “meras pilulinhas de açúcar”. Os médicos chegaram mesmo a afirmar a seus pacientes que “não precisavam nem acreditar no efeito placebo. Apenas tomassem as pílulas”.
O realmente surpreendente (ou nem tanto…) foi que o grupo que tomou as pilulas, depois de três semanas, relatou um número significativamente maior de “melhora” dos sintomas (59%, contra 35% do grupo de controle). Segundo a nota, os médicos declararam que o resultado foi totalmente inesperado, mas sugerem que “mais do que simples ‘pensamento positivo’, existe um grande valor na mera execução de um ‘ritual de tratamento’ médico”, nas palavras atribuídas ao Dr. Kaptchuk.
Ora, ora… O bom doutor poderia ter poupado bastante tempo e pesquisas, se tivesse consultado o ScienceBlogs-BR e, nele, o post no Ecce Medicus sobre o Efeito Hawthorne.
Homeopatia, acupuntura, quiroprática, até mesmo Florais de Bach…. O tratamento é meio caminho para a cura (coisa que os curandeiros já sabiam muito antes de Galeno).
O artigo em questão na PLoS ONE é Kaptchuk TJ, Friedlander E, Kelley JM, Sanchez MN, Kokkotou E, et al. (2010) Placebos without Deception: A Randomized Controlled Trial in Irritable Bowel Syndrome. PLoS ONE 5(12): e15591. doi:10.1371/journal.pone.0015591
Uma chuveirada… de doenças
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Você pensa que, quando toma uma boa ducha em seu banheiro, está se
limpando e, em consequência, fica menos exposto a doenças, não é?…
Pois, bem. Um estudo divulgado pela Universidade do Colorado em Boulder
diz que não é bem assim.
Segundo o estudo,
quando você abre o chuveiro, leva pela cara uma chuva de bactérias
patogênicas que se acumulam em películas que se formam no interior do
crivo dos chuveiros..
Isso foi o que os pesquisadores encontraram, usando instumentos high-tech e processos laboratoriais na análise de 50 crivos de chuveiros em nove cidades de sete diferentes estados americanos, inclusive as cidades de Nova York, Chicago e Denver. Eles descobriram que cerca de 30% dos crivos abrigavam níveis significativos de Mycobacterium avium, uma espécie de patógeno ligado a doenças pulmonares que frequentemente atacam pessoas com sistemas imunológicos deficientes, mas que também pode infectar pessoas saudáveis.
O Professor Norman Pace, da UC Boulder, principal autor do estudo, disse que, apesar de não ser algo tão surpreendente encontrar essas bactérias nas redes de água públicas, a concentração observada nessas películas nos crivos dos chuveiros era cerca de 100 maior do que o normalmente esperado. Segundo ele:
— Se você abre o chuveiro e leva pela cara aquele jato inicial do chuveiro, você provavelmente está recebendo uma carga particularmente grande de Mycobacterium avium, o que não faz bem nenhum à saúde.
O estudo é publicado na edição online de hoje de Proceedings of the National Academy of Sciences. Os co-autores incluem os pesquisadores Leah Feazel,
Laura Baumgartner, Kristen Peterson e Daniel Frank, da UC Boulder e o Professor Associado de Pediatria da UC Denver Kirk Harris.
Pesquisas anteriores, realizadas no Hospital Judáico Nacional em Denver, indicaram um aumento no número de infecções pulmonares causadas pela espécies de micobactérias não relacionadas com a tuberculose, tais como a M. avium, provavelmente ligado ao fato das pessoas estarem fazendo mais uso de duchas de chuveiros do que banhos de imersão. As bactérias são espalhadas em um aerossol pelos chuveiros e são facilmente inaladas pelas pessoas.
É muito difícil medir os níveis de contaminação dos chveiros e esse estudo teve que lançar mão de técnicas tais como a polymerase chain
reaction, ou PCR (Reação em cadeia da polimerase), nas amostras das películas colhidas para identificar as “assinaturas” de patógenos presentes.
Mais preocupante ainda foi a constatação feita pelos pesquisadores de que o cloro, não só não é eficaz contra esses tipos de bactérias, como parece “abrir o caminho” para as espécies resistentes, livrando-se de outras bactérias menos infecciosas.
Os autores do estudo dizem que não é por isso que as pessoas devem deixar de tomar banhos de chuveiro. O risco só é um pouco maior para as pessoas com algum tipo de imunodeficiência. Porém, associados a dados sobre níveis de patógenos presentes em ambientes com ar-condicionado e outros com grandes concentrações de pessoas em locais restritos, levam à conclusão de que as condições de higiene nas grandes conurbações não são nem perto do que se acreditava.
Curiosamente, o press-release do EurekAlert não faz qualquer menção a algo que me parece óbvio: limpe a porqueira do crivo do chuveiro regularmente!
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Ratatouille…
Descoberta significativa para o rastreamento de doenças transmitidas por roedores
Os ratos em Baltimore, e provavelmente em outras áreas urbanas, são bairristas. |
27 de maio de 2009
Nessa vida de ratos, uma coisa é certa: não há lugar como nossa casa.
Agora, um estudo publicado nesta semana em Molecular Ecology descobre que isso é verdade tanto para pessoas, como para ratos.
Embora os ratos urbanos pareçam circular livremente, a maioria forma bairros distintos onde passam a maior parte de suas vidas.
Tal com qualquer outra cidade grande, Baltimore, Matyland., tem vários bairros movimentados – cada um com personalidade própria. Porém, os cientistas da Escola de Saúde Pública Bloomberg da Universidade Johns Hopkins afirmam que os humanos não são os únicos habitantes de Baltimore bairristas.
Em Baltimore, os cientistas descobriram que ratos — e as doenças que eles carregam — permanecem perto de casa. |
Os ratos tipicamente permanecem perto de suas moradias, raramente se aventurando a mais de um quarteirão de distância. Entretanto, em face do perigo, alguns roedores podem viajar quase quinze quilômetros para repovoar áreas abandonadas.
Uma compreensão sobre como os ratos nas áreas urbanas se interconectam fornece informações sobre quais populações podem espalhar doenças, segundo Sam Scheiner, diretor de programa na Divisão de Biologia Ambiental da Fundação Nacional de Ciências (NSF), que financiou a pesquisa através do programa de Ecologia de Doenças Infecciosas (em conjunto com os Institutos Nacionais de Saúde).
O porto de Baltimore já foi um grande terminal de grãos, o que pode explicar por onde os ratos marrons (Rattus norvegicus) foram introduzidos na cidade. Os ratos marrons, também conhecidos como rato castanho e ratazana, podem chegar a pesar um quilo e transmitem várias doenças para as pessoas.
A despeito dos custosos esforços para erradicação deles, o número de ratos em Baltimore não mudou nos últimos 50 anos, afirma o cientista Greg Glass da Johns Hopkins, co-autor do artigo na Molecular Ecology junto com outros pesquisadores da Johns Hopkins e da Escola de Medicina da Universidade Yale.
Ratos marrons e outros deixam rastros de sua passagem. |
Para entender por que, os pesquisadores capturaram perto de 300 ratos de 11 áreas residenciais de Baltimore e realizaram estudos genéticos para saberem se os ratos eram aparentados. Os cientistas descobriram que os ratos de Baltimore Leste eram separados de suas contrapartes, não aparentadas, do lado Oeste por um largo curso de água, conhecido como Jones Falls.
Dentro desses hemisférios, as famílias de ratos formam comunidades menores que ocupam áreas de cerca de 11 quarteirões. Cada comunidade se subdivide em bairros que abrangem pouco mais do que um beco médio. Para um rato da cidade, esse beco é o lar doce lar.
As descobertas indicam que, embora os ratos raramente emigrem, os esforços de erradicação restritos a certos bairros podem sair pela culatra, encorajando os roedores a repovoar outras áreas e espalhar ainda mais as doenças. A melhor solução pode ser um esforço em uma escala muito maior, direcionado a famílias inteiras.
Décimo aniversário da Clínica Virtual da NASA
[ NASA Celebrates 10th Anniversary of the Virtual Collaborative Clinic ]
Concebida e desenvolvida no Centro de Bioinformática de Ames, uma equipe chefiada por Muriel Ross desenvolveu a Clínica Virtual. Foto da NASA |
O que têm em comum uma avó Navajo e um astronauta da NASA? Ambos vivem em locais remotos e desolados, seja no deserto do Novo México, seja na Estação Espacial Internacional, e ambos terão dificuldades em obter tratamento médico ou ser levado para um hospital, caso necessário.
A NASA percebeu bem cedo que poderiam haver ocasiões nas quais os astronautas se veriam em apuros e necessitariam de assistência médica de emergência, estivessem eles em plena viagem espacial ou vivendo na Estação Espacial Internacional. Para resolver esse problema, o Centro de Pesquisas Ames da NASA desenvolveu uma “clínica virtual”, há dez anos, que também tem auxiliado populações mal servidas de saúde em alguns dos lugares mais remotos da Terra.
Celebrando seu décimo aniversário neste mês, essa “clínica virtual”, chamada Clínica Colaborativa Virtual (Virtual Collaborative Clinic = VCC), tem apresentado inovações médicas avançadas desde sua criação. Quando o Centro Ames criou essa “telemedicina” sofisticada, isso representou um grande passo para os serviços de saúde.
“Em uma época onde a presença virtual era só um sonho, os pensadores inovativos no Centro Ames demonstraram que as pessoas em vários locais diferentes podiam trabalhar em conjunto em tempo real, partilhar suas habilidades, informações e conhecimentos para melhorar o serviço de saúde para comunidades nas áreas mais remotas do mundo”, declarou Steve Zornetzer, Diretor Associado do Centro e antigo Diretor de Tecnologia da Informação no Ames.
A Clínica Colaborativa Virtual
Concebida e desenvolvida no Centro de Bioinformática no Ames, uma equipe de projeto, liderada por Muriel Ross, criou três ferramentas de software para auxílio de diagnóstico e planejamento de tratamento médico nos ambientes mais hostis. Essas ferramentas combinam imageamento médico avançado com comunicação em rede de banda larga de alto desempenho para dar aos médicos imagens coloridas de alta definição em tempo real.
O primeiro programa, “mesher,” gera visualizações estereoscópicas de alta fidelidade dos dadosde cada paciente. Usando informações obtidas a partir de microscopia eletrônica, tomografia computadorizada ou ressonância magnética, os engenheiros de software desenvolveram visualizações dos osso, tecidos e órgãos dos pacientes.
Uma vez feitas essas imagens, uma segunda ferramenta de software, chamada “Bisturi Cibernético” (“CyberScalpel”), permite que os médicos, administradoers e técnicos em diferentes localizações, vejam e avaliem o problema ou ferimento do pacientes e discutam o procedimento médico mais adequado para o tratamento. Girando e manipulando a imagem, os médicos podem praticar os procedimentos cirúrgicos em ambiente virtual, reduzindo o tempo de realização da cirurgia e aumentando as chances de sucesso.
Médicos fazem a imagem em 3-D girar e discutem o caso em tempo real. Imagem da NASA |
Os médicos podem realizar incisões em imagens virtuais e até remover tecidos ou ossos. As sessões são colaborativas: qualquer participante, local ou remoto, pode girar a imagem para vê-la de diferentes perspectivas, enquanto outros participantes observam a mesma imagem e apresentam suas opiniões discordantes em uma atmosfera realmente interativa.
A rede
A terceira ferramenta é um aplicativo multicanal que permite o compartilhamento simultâneo das informações em vários lugares. O software regula
a informação recebida e enviada por roteadores, minimizando os atrasos na transmissão para fornecer os dados quase que em tempo real, sincronizando as imagens grandes em 3-D nos terminais e acomodando as redes por satélite e terrestres operadas em plataformas diferentes. Para resolver esse problema, a firma Cisco Systems
contribuiu para o projeto do software multicanal na internet.
Além disso, para que as interações entre os sítios sejam feitas com sucesso, o sistema de rede precisava de largura de banda, progressividade, confiabilidade e capacidade multicanal. A NASA precisava de uma solução de rede com base nos IP. Essas redes — a Rede de Pesquisa e Educação da NASA (NASA Research and Education Network = NREN), o Serviço de Backbone de Rede de Alt[issima Performance da Fundação Nacional de Ciências (vBNS), em Abilene, Novo México, e a Rede de Pesquisa e Educação da Califórnia (CalREN2) — conectam os sítios participantes com o servidor do aplicativo em Ames.
Para o componente de satélite, a NASA usou um aplicativo de banda muito larga que fornece o acesso em alta velocidade à internet. Essa solução de rede permitiu à NASA se conectar com cinco instalações principais: o Hospital Memorial de Salinas Valley da Universidade da Califórnia em Santa
Cruz, o Centro Médico da Universidade Stanford na Califórnia, o Centro Médico Navajo do Norte no Novo México a Clínica Cleveland no Centro de Pesquisas Glenn da NASA e o Centro de Pesquisa Ames da NASA — com uma rede de grande área de alto desempenho que se estende por todos os Estados Unidos.
Um conceito se torna realidade
Com todos os sistemas prontos, a VCC foi lançada em 4 de maio de 1999. Pela primeira vez na história, especialistas médicos de cinco locais diferentes tiveram a oportunidade de discutir casos reais, enquanto observavam complexas visualizações para a cirurgia em tempo real. Usando ligações terrestres e transmissões por satélite através da VCC, os médicos discutiram casos e, em uma ocasião, realizaram uma cirurgia virtual. No dia da demonstração, a UC Santa Cruz também montou um auditório para que qualquer um pudesse observar o que acontecia na VCC.
A equipe da Clínica de Cleveland discutiu um caso onde um paciente sofria de um coração hipertrofiado. A equipede Salinas tratou o coração de uma criança com arritmia e os hospitais dos Navajo, Cleveland e Salinas apresentaram resultados de cirurgias cardíacas.
Zornetzer declarou: “A Dra. Muriel Ross e seus companheiros do setor privado, a indústria da saúde e as clínicas particulares, conceberam, implementaram e demonstraram a utilidade da Clínica Colaborativa Virtual. A NASA é conhecida por sua liderança nas capacidades técnicas e o projeto da VCC demonstrou, há mais de uma década, o que só hoje está se tornando uma realidade mais comum”.
Novos desenvolvimentos
Atualmente a VCC é usada para auto-transplante, correção de lábios leporinos, cirurgia de reconstrução facial e de reconstrução de coxas. Michael Stephanides, um médico pesquisador no Centro Médico da Universidade Stanford, relembra três projetos que surgiram da clínica virtual de 1999. Os projetos incluiarm software para uma cirurgia para a reconstrução da face de uma mulher (nariz e bochecha); um simulador para treinamento de microcirurgia que resultou em um protótipo, e uma ferramenta de medição em 3-D que criava maxilas a partir de ossos das pernas para pacientes com câncer.
O Dr. Stephen A. Schendel, antigo pesquisador no Centro Médico da Universidade Stanford na Califórnia, disse: “Os avanços na computação nos últimos dez anos melhoraram rapidamente o imageamento e as simulações para os serviços de saúde. Em Stanford, nós conseguimos desenvolver um sistema de simulação para o planejamento de cirurgia crânio-facial. Essa tecnologia representa uma significativa vantagem para o ensino e planejamento de cirurgia, o que pode aumentar a segurança e melhorar o prognóstico para os pacientes”.
Os médicos dizem que as cirurgias simuladas poupam tempo e melhoram as cirurgias reais, e a VCC lhes permite realizar simulações de procedimentos cirúrgicos. O objetivo de longo prazo da NASA é que a VCC assegure a saúde dos astronautas, na medida em que eles se aventuram mais longe pelo espaço. Mas as tecnologias avançadas de rede da clínica também tornam o serviço de saúde “universal” uma realidade, oferecendo a mesma qualidade de serviços existentes em nas instituiçoes mais conhecidas, a pacientes em localidades remotas.
Os profissionais médicos envolvidos na Clínica Colaborativa Virtual gostariam de reconhecer as contribuições feitas pelos Dr. Bruce Finke e Dr. Mark Carroll, do Serviço Médico Indígena.
(Por Ruth Dasso Marlaire
Ames Research Center, Moffett Field, Califórnia)