Uma equipe de pesquisa liderada pela Northwestern University desenvolveu um novo adesivo montado na pele que absorve o suor e muda de cor para fornecer um diagnóstico preciso e de fa¡cil leitura da fibrose ca­stica em minutos.

Embora a medição dos na­veis de cloreto no suor para diagnosticar a fibrose ca­stica seja padra£o, o "adesivo de suor" macio, flexa­vel e parecido com a pele oferece um forte contraste com as tecnologias de diagnóstico atuais, que exigem um dispositivo ra­gido e volumoso com pulseira para coletar o suor.

Depois de desenvolver o adesivo de suor na Northwestern, os pesquisadores o validaram em estudos clínicos-piloto envolvendo pacientes com fibrose ca­stica e voluntários sauda¡veis ​​no Centro de Fibrose Ca­stica do Hospital Infantil Ann & Robert H. Lurie de Chicago. O adesivo mostrou desempenho aprimorado no volume de suor coletado e precisão equivalente a s plataformas tradicionais.

Os resultados da pesquisa e do estudo sera£o publicados hoje, 31 de mara§o, como artigo de capa na revista Science Translational Medicine .

Ao aderir suavemente ao corpo, o adesivo com mila­metros de espessura faz contato direto, mas suave, com a pele sem adesivos agressivos. Isso não apenas torna o adesivo mais conforta¡vel e impercepta­vel para o usua¡rio, como também permite que o adesivo colete 33% mais suor do que os manãtodos clínicos atuais. A alta taxa de coleta garante que um teste coletara¡ consistentemente uma amostra grande o suficiente para fornecer um resultado preciso.

O adesivo também possui sensores colorimanãtricos integrados que detectam, medem e analisam a concentração de cloreto em tempo real usando uma ca¢mera de smartphone, evitando a necessidade de equipamentos de laboratório caros e tempos de espera excruciantes. Isso abre possibilidades para testes fora dos hospitais em casa, o que poderia fornecer ala­vio aos pais em áreas rurais ou de poucos recursos, sem acesso a centros clínicos com ferramentas diagnósticas especializadas.

O pioneiro da eletra´nica biointegrada John A. Rogers liderou o desenvolvimento do dispositivo. Rogers éo professor Louis Simpson e Kimberly Querrey de Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurola³gica na Escola de Engenharia McCormick e Escola de Medicina Feinberg e diretor do Instituto Querrey Simpson de Bioeletra´nica (QSIB). Tyler Ray, que era um pesquisador de pa³s-doutorado no laboratório de Rogers na anãpoca da pesquisa, éo primeiro autor do artigo. Ele agora éprofessor assistente de engenharia meca¢nica na Universidade do Havaa­ em Mānoa.

Todos os recanãm-nascidos são testados para fibrose ca­stica nos primeiros dias de vida por meio de uma punção no calcanhar. Se a tela estiver anormal, os pediatras pedem um teste de suor para confirmar o diagnóstico. Durante o teste do suor, o bebaª deve usar o dispositivo ra­gido com pulseira por até30 minutos. a€s vezes, bebaªs menores tem problemas para produzir suor suficiente para o teste. Outras vezes, o dispositivo de coleta de suor frouxo e mal ajustado éincapaz de coletar uma amostra grande o suficiente. Nestes casos, o bebaª deve repetir o teste em uma data posterior, induzindo ansiedade e atrasando o tratamento.

"Alguns pais trazem seus bebaªs para teste e são mandados para casa sem um resultado confirmado porque o dispositivo não conseguiu coletar suor suficiente", disse a co-autora do estudo, Dra. Susanna McColley, especialista em fibrose ca­stica e pneumologista pedia¡trica do Lurie Children's Hospital and Northwestern Medicine . “Eles va£o para casa, sem saber se o bebaª tem uma doença grave ou não, e o bebaª ainda não pode comea§ar o tratamento. Pode ser angustiante”.

Como ex-diretora do laboratório de química cla­nica da Lurie Children's, Shannon Haymond testemunhou esse cena¡rio muitas vezes. Por causa do encaixe e vedação inadequados dos dispositivos de coleta ra­gidos nos braa§os de bebaªs pequenos, muitas fama­lias tiveram resultados e diagnósticos atrasados.

No outono de 2016, o laboratório Rogers introduziu um sensor flexa­vel para a pele que pode coletar e analisar o suor em tempo real para monitoramento de saúde. Depois de ler o artigo, Haymond viu instantaneamente o potencial do novo dispositivo para fibrose ca­stica.

"Muitos laboratórios encontraram problemas causados ​​pelos manãtodos de coleta atuais, tornando isso um foco frequente dos esforços de melhoria da qualidade", disse Haymond, coautor do estudo e vice-presidente de biologia computacional e diretor de espectrometria de massa da Lurie Children's. "Achei que os sensores de pele flexa­veis poderiam simplificar o processo e melhorar os resultados da coleta. E como os adesivos de suor são descarta¡veis ​​e projetados para uso aºnico, eles tem a vantagem adicional de prevenir infecções."

Ao construir recursos de detecção no adesivo, a equipe da Northwestern oferece potencial para um diagnóstico mais rápido. Os usuários podem simplesmente tirar uma foto do adesivo cheio de suor e transmiti-lo sem fio a uma cla­nica para uma análise rápida, aliviando os atrasos no diagnóstico e permitindo que os pacientes comecem o tratamento o mais rápido possí­vel.

"O dispositivo usa uma rede de canais microflua­dicos para coletar o suor diretamente da pele e encaminha¡-lo para as ca¢maras para reagir com os reagentes qua­micos", disse Ray. "Esses reagentes causam uma mudança na cor que se correlaciona com onívelde concentração de cloreto. Ao coletar e analisar o suor no ponto de coleta, podemos permitir um diagnóstico precoce. Isso écrucial para prevenir complicações graves e melhorar os resultados dos pacientes em longo prazo."

Um pesquisador removendo o adesivo de suor da pele humana. O adesivo apresenta um design de várias camadas que se adapta a  pele e coleta o suor sem vazar durante a remoção. Crédito: TR Ray et al., Science Translational Medicine (2021)

Monitoramento de rotina de qualquer lugar

Em seguida, a equipe acredita que seu adesivo de suor poderia ser usado para rastrear rotineiramente a saúde de pacientes com fibrose ca­stica e avaliar como eles respondem ao tratamento. Se o adesivo detectar uma mudança nos na­veis de cloreto, por exemplo, isso pode informar o plano de tratamento de um médico.

"Como este dispositivo não tem amarras, planejamos usa¡-lo além dos ambientes clínicos", disse o co-autor do estudo Roozbeh Ghaffari, professor associado de pesquisa de engenharia biomédica da Northwestern e diretor de pesquisa translacional do QSIB. "Aluz desses novos recursos e da validação cla­nica adicional, os pacientes com fibrose ca­stica recebendo tratamento poderiam algum dia usar o adesivo de suor em casa para rastrear seus sintomas e na­veis de hidratação durante a vida dia¡ria."

Enquanto fazia os testes clínicos na Lurie Children's, o Dr. McColley percebeu o quanto as criana§as adoravam os adesivos de suor, especialmente em comparação com os testes de suor tradicionais.

"As criana§as adoram adesivos", disse ela. "Os adesivos de suor os fizeram sorrir e rir. a‰ um dispositivo muito mais fa¡cil, conforta¡vel e atédivertido de usar."