Os especialistas em tecnologia de microchips do instituto científico norueguês SINTEF estão a trabalhar num método para detetar biomarcadores no nosso hálito e para miniaturizar um dispositivo de monitorização. O projeto pode ajudar a descobrir os sintomas da DPOC mais cedo e mudar a vida de milhões de pessoas que sofrem desta doença.
Os exames de sangue são um método comum para detetar doenças ou deficiência de vitaminas. Agora, os investigadores do SINTEF estão a trabalhar para encontrar sinais de doenças no hálito humano através do projeto BreathSense, financiado pela União Europeia. O objetivo é desenvolver uma solução que permita às pessoas em risco, seja em casa ou no trabalho, monitorizar a sua saúde utilizando a informação da sua respiração.
“Estamos a trabalhar com vários parceiros de excelência neste projeto, onde o papel do SINTEF se centra no desenvolvimento de microchips. Estamos satisfeitos por já termos um protótipo de um chip que apresenta resultados iniciais promissores, após apenas um ano”, afirma Elizaveta Vereshchagina, gestora de projeto e investigadora sénior do SINTEF.
O projeto BreathSense faz parte do portefólio do Conselho Europeu de Inovação “Rumo ao continuum da saúde”, que visa desenvolver tecnologias de análise do hálito em casa, financiado pelo Horizon Europe.
Informação de saúde detetada no hálito
As pessoas com Doença Pulmonar Obstrutiva Crónica (DPOC) enfrentam frequentemente desafios relacionados com a respiração, como a falta de ar devido ao exercício, fadiga severa e períodos de episódios agudos chamados exacerbações. Atualmente, o diagnóstico depende da avaliação dos sintomas, mas quando estes aparecem, pode já ser tarde demais para iniciar um tratamento preventivo eficaz.
A tecnologia desenvolvida no projeto BreathSense visa permitir que os doentes em risco testem periodicamente o seu próprio hálito em casa. A análise destes dados em tempo real pode ajudar a detetar um ataque iminente com antecedência suficiente para uma intervenção atempada.
O projeto não envolve apenas a criação de uma nova ferramenta, mas também representa um passo em direção a um método revolucionário de monitorização de doenças, levando os cuidados de saúde dos hospitais para as casas.
“A nossa respiração contém azoto, oxigénio, dióxido de carbono e vapores de água, juntamente com vários outros compostos orgânicos voláteis. A composição exata destes compostos varia de pessoa para pessoa e pode fornecer informações sobre a saúde geral de uma pessoa. Neste projeto, estamos a desenvolver um dispositivo que pode medir esta assinatura única”, afirma Enrique Escobedo-Cousin, investigador sénior do SINTEF.
Algo que pode ser comparado às informações obtidas em análises ao sangue, mas sem intervenções invasivas, como a recolha de sangue ou biópsias.
“Se está doente, o seu hálito contém moléculas diferentes, chamadas biomarcadores, em comparação com quando está saudável. Uma pequena alteração na concentração de compostos químicos relevantes pode dar uma indicação, e é isso que queremos descobrir ao captar a respiração em microchips”, afirma Karolina Milenko-Kuszewska, cientista investigadora do SINTEF.
A esperança é que a inteligência artificial possa ajudar a analisar os dados para distinguir as diferentes moléculas presentes no hálito umas das outras, encontrar padrões relevantes e, eventualmente, fazer previsões clinicamente relevantes.
Rumo a um hospital portátil em casa
O objetivo do consórcio é criar um dispositivo portátil de análise do hálito para uso doméstico. A RespiQ, uma empresa inovadora da Holanda, está interessada em levar para o mercado um dispositivo de monitorização do hálito para a DPOC. Especialistas em electrónica (uRoboptics, de Portugal), experiência do utilizador (NeLL, Holanda) e investigadores em microssistemas biomédicos e micro-óptica do SINTEF estão a colaborar com a RespiQ.
“Ao utilizar biomarcadores captados digitalmente, os doentes e os médicos podem prever e detetar exacerbações de forma fiável no seu início. Podem agir cedo para reduzir o impacto do ataque e evitar a hospitalização, a morbilidade e talvez a mortalidade. Os nossos estudos clínicos mostram que prevenir as exacerbações da DPOC pode trazer benefícios significativos para a saúde”, afirmaRichard Russell, professor associado no King’s College, em Londres.
“Neste projeto, gostaríamos de descobrir se podemos reduzir o número de hospitalizações e melhorar a qualidade de vida dos doentes integrando a tecnologia BreathSense nas rotinas de saúde atuais. A hipótese ambiciosa por detrás do projeto é que os doentes poderiam monitorizar a sua saúde em casa e poderiam até prevenir ataques com medicação precoce”, refere.
“Hoje, esperamos até que um ataque esteja em curso antes de utilizarmos recursos de saúde significativos para examinar pessoas com DPOC em hospitais. Se as exacerbações puderem ser detetados pelos doentes nas suas próprias casas, então é provável que possamos poupar muito tempo e sofrimento desnecessário aos doentes e melhorar os seus resultados”, conclui.
Potencial benefício para milhões de pessoas
Os investigadores já têm evidências de que a tecnologia de microchip é uma boa opção para detetar biomarcadores no nosso hálito. Ao mesmo tempo, o consórcio BreathSense está a construir um sistema de alcoolímetro para reunir todo o hardware, uma vez que irá testar a robustez do método para aplicação em DPOC.
Hoje, o protótipo tem o tamanho de uma caixa de sapatos. O objetivo é reduzir o dispositivo a algo portátil, económico e fácil de utilizar. Este é o papel da start-up holandesa RespiQ e da empresa portuguesa uRoboptics.
“Estamos a trabalhar num dispositivo de análise do hálito que estará acessível em todas as casas, com o objetivo de fornecer melhores informações sobre saúde e melhorar a qualidade de vida dos doentes crónicos, ao mesmo tempo que reduzimos a necessidade de visitas hospitalares para diagnóstico. Especificamente para os doentes com DPOC, esperamos melhorar drasticamente a sua qualidade de vida, permitindo-lhes prevenir exacerbações prejudiciais”, afirma Cristian D’Alessandro, CTO da RespiQ.
“O projeto BreathSense depende de uma fusão de engenharia, química, física e medicina. Alguns processos interessantes estão a acontecer nos bastidores: as correntes de alta voltagem geram plasma de descarga luminescente, permitindo a descodificação de compostos químicos. Ao aproveitar as técnicas de IA, podem ser detetadas assinaturas ténues, mas distintas, de compostos voláteis característicos.”
“É impressionante como várias teorias físicas, tecnologia de microchip e processamento avançado de sinal convergem em aplicações médicas avançadas que podem melhorar a vida de muitas pessoas”, acrescenta Ricardo Ferreira, managing partner da uRoboptics.
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