Saúde

Usando populações virtuais para ensaios clínicos
Um estudo envolvendo pacientes virtuais em vez de reais foi tão eficaz quanto os ensaios clínicos tradicionais na avaliaa§a£o de um dispositivo médico usado para tratar aneurismas cerebrais, de acordo com uma nova pesquisa.
Por University of Leeds - 23/06/2021


Efeito de um desviador de fluxo no fluxo sangua­neo ao redor de um aneurisma cerebral. Uma vez que o desviador de fluxo estãono lugar, ele reduz o fluxo sangua­neo para o aneurisma, permitindo a cura. Crédito: University of Leeds

Um estudo envolvendo pacientes virtuais em vez de reais foi tão eficaz quanto os ensaios clínicos tradicionais na avaliação de um dispositivo médico usado para tratar aneurismas cerebrais, de acordo com uma nova pesquisa.

As descobertas são uma prova de conceito para os chamados ensaios in-silico, onde em vez de recrutar pessoas para um ensaio cla­nico da vida real, os pesquisadores constroem simulações digitais de grupos de pacientes, vagamente semelhantes a  forma como as populações virtuais são construa­das no jogo de computador The Sims .

Os ensaios in-silico podem revolucionar a forma como os ensaios clínicos são conduzidos, reduzindo o tempo e os custos de desenvolvimento de novos dispositivos médicos e medicamentos, ao mesmo tempo que reduz os danos humanos e animais nos testes.

As populações virtuais de pacientes são desenvolvidas a partir de bancos de dados clínicos para refletir idade, sexo e etnia, mas também simulam a forma como a doença afeta o corpo humano: por exemplo, as interações entre anatomia, física, fisiologia e bioquímica do sangue . Essas simulações são então usadas para modelar o impacto de terapias e intervenções.

A pesquisa internacional, liderada pela Universidade de Leeds e relatada nesta quarta-feira, 23, na revista Nature Communications , investigou se um ensaio in-silico poderia replicar os resultados de três ensaios clínicos reais que avaliaram a eficácia de um dispositivo chamado um desviador de fluxo, usado no tratamento de aneurismas cerebrais, uma doença em que a parede de um vaso sangua­neo enfraquece e comea§a a inchar.

O desviador de fluxo reduz o fluxo sangua­neo para o aneurisma

Um desviador de fluxo éum pequeno tubo de malha flexa­vel que éguiado atéo local do aneurisma por um médico usando um cateter. Uma vez no lugar, o desviador de fluxo direciona o sangue ao longo do vaso sangua­neo e reduz o fluxo para o aneurisma, iniciando um processo de coagulação que eventualmente corta o aneurisma da circulação sanguínea, curando-o.

Sem um tratamento bem-sucedido, o aneurisma pode estourar, causando um sangramento no cérebro e um derrame.

Para estabelecer sua prova de conceito, os pesquisadores tiveram que ver se os resultados de seu estudo in-silico estavam de acordo com os resultados de três grandes ensaios clínicos anteriores sobre a eficácia dos desviadores de fluxo.

Os 'participantes' do teste virtual

Os pesquisadores construa­ram uma população virtual usando dados reais de pacientes extraa­dos de bancos de dados clínicos, garantindo que os pacientes virtuais ana´nimos se parecessem muito com os pacientes usados ​​em ensaios clínicos com desvio de fluxo real em termos de idade, sexo e caracteri­sticas do aneurisma .
 
Os pesquisadores então construa­ram um modelo computacional que analisou como o dispositivo implantado afetaria o fluxo sangua­neo em cada um dos pacientes virtuais. Eles puderam estudar diferentes condições fisiola³gicas para cada paciente, como pressão arterial normal e alta, e realizar análises em subgrupos de pacientes, como aqueles com aneurismas grandes ou aneurismas com um ramo de vaso.

O ensaio in-silico teve 82 casos virtuais.

Os ensaios clínicos tradicionais (chamados PUFS, PREMIER e ASPIRe) tiveram 109, 141 e 207 pacientes, respectivamente. Cerca de metade dos casos nos testes tradicionais tinham pressão alta .

Os resultados do ensaio in-silico previram que 82,9% dos pacientes virtuais com pressão arterial normal seriam tratados com sucesso com um desviador de fluxo. Nos ensaios clínicos tradicionais, o número de pessoas que foram tratadas com sucesso foi de 86,8%, 74,8% e 76,8%, respetivamente, evidenciando que o ensaio in-silico replicou os resultados dos ensaios clínicos tradicionais.

Testes in-silico geram 'enormes benefa­cios'

O professor Alex Frangi, Presidente do Jubileu de Diamante em Medicina Computacional e Cadeira da Academia Real de Engenharia em Tecnologias Emergentes na Universidade de Leeds, que supervisionou o estudo, disse: "Os resultados demonstram o enorme potencial dos ensaios in-silico. Mostramos que o abordagem pode replicar as descobertas de ensaios clínicos tradicionais - e eles fazem isso em uma fração do tempo que normalmente leva e por uma fração do custo. "

No ensaio in-silico, os pesquisadores também foram capazes de adaptar seu modelo computacional para investigar novos palpites ou descobertas cienta­ficas emergentes.

Ao modelar a física do fluxo sangua­neo e a bioquímica da coagulação do sangue em aneurismas em diferentes condições fisiola³gicas, eles foram capazes de identificar subgrupos de pacientes com maior risco de acidente vascular cerebral, com pacientes com grandes aneurismas em forma de complexo com maior risco de acidente vascular cerebral hemorra¡gico e pacientes com hipertensão tem maior risco de acidente vascular cerebral isquaªmico.

Ser capaz de analisar rigorosamente o desempenho do dispositivo médico dessa forma permitira¡ que os engenheiros biomédicos otimizem o design do dispositivo e reduzam os riscos associados ao tratamento.

Ensaios clínicos 'cortados de anos para meses'

O professor Frangi disse: "Os ensaios in-silico oferecem uma oportunidade de fazer experimentos virtuais que podem explicar conceitos que são difa­ceis de estudar em ensaios clínicos convencionais.

“A abordagem atual para melhorar nossa compreensão dos novos dispositivos médicos élenta, pois os testes convencionais podem facilmente levar de cinco a oito anos, do projeto a  conclusão.

"Os ensaios in-silico podem reduzir este período para menos de seis meses em algumas circunsta¢ncias, tornando o conhecimento e as tecnologias terapaªuticas mais seguras e mais prontamente disponí­veis para os médicos e pacientes."

A pesquisa envolveu uma colaboração internacional de cientistas de Leeds, da Universidade de Oxford, do Radbound University Medical Center na Holanda e da KU Leuven na Banãlgica.

O artigo - ensaio in-silico de desviadores de fluxo intracraniano replica e expande as percepções de ensaios clínicos convencionais - foi publicado na revista Nature Communications

 

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