Tecnologia Científica

O sensor pode detectar tecido hepático com cicatrizes ou gordura
O diagnóstico precoce da lesão hepática pode ajudar a prevenir a insuficiência hepática em muitos pacientes.
Por Anne Trafton - 02/12/2020


Os engenheiros do MIT desenvolveram uma ferramenta de diagnóstico, baseada em ressonância magnética nuclear (NMR), que pode ser usada para detectar doenças hepáticas gordurosas e fibrose hepática.

Cerca de 25% da população dos Estados Unidos sofre de doença hepática gordurosa, uma condição que pode levar à fibrose do fígado e, eventualmente, à insuficiência hepática.

Atualmente, não existe uma maneira fácil de diagnosticar a doença hepática gordurosa ou a fibrose hepática. No entanto, os engenheiros do MIT desenvolveram agora uma ferramenta de diagnóstico, baseada em ressonância magnética nuclear (NMR), que pode ser usada para detectar ambas as condições.

“Como é um teste não invasivo, você poderia examinar as pessoas antes mesmo de elas apresentarem sintomas óbvios de fígado comprometido e seria capaz de dizer qual desses pacientes tinha fibrose”, diz Michael Cima, o David H. Koch Professor de Engenharia no MIT's Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, membro do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT e autor sênior do estudo.

O dispositivo, que é pequeno o suficiente para caber em uma mesa, usa RMN para medir como a água se difunde pelo tecido, o que pode revelar quanta gordura está presente no tecido. Esse tipo de diagnóstico, que até agora foi testado em ratos, pode ajudar os médicos a contrair a doença do fígado gorduroso antes que progrida para fibrose, dizem os pesquisadores.

Ashvin Bashyam, destinatário do PhD do MIT, e o estudante de pós-graduação Chris Frangieh são os principais autores do artigo, que aparece hoje na Nature Biomedical Engineering .

Análise de tecido

A doença hepática gordurosa ocorre quando as células do fígado armazenam muita gordura. Isso leva à inflamação e, eventualmente, à fibrose, um acúmulo de tecido cicatricial que pode causar icterícia e cirrose hepática e, eventualmente, insuficiência hepática. A fibrose geralmente não é diagnosticada até que o paciente comece a apresentar sintomas que incluem não apenas icterícia, mas também fadiga e edema abdominal. Uma biópsia é necessária para confirmar o diagnóstico, mas este é um procedimento invasivo e pode não ser preciso se a amostra da biópsia for retirada de uma parte do fígado que não seja fibrótica.

Para criar uma maneira mais fácil de verificar esse tipo de doença hepática, Cima e seus colegas tiveram a ideia de adaptar um detector que eles haviam desenvolvido para medir os níveis de hidratação antes e depois dos pacientes fazerem diálise. Esse detector mede o volume de fluido no músculo esquelético do paciente usando RMN para rastrear mudanças nas propriedades magnéticas dos átomos de hidrogênio da água no tecido muscular.

Os pesquisadores pensaram que um detector semelhante poderia ser usado para identificar doenças hepáticas porque a água se difunde mais lentamente quando encontra tecido adiposo ou fibrose. Rastrear como a água se move através do tecido ao longo do tempo pode revelar a quantidade de tecido adiposo ou cicatrizado presente.

“Se você observar como a magnetização muda, você pode modelar a velocidade com que os prótons estão se movendo”, diz Cima. “Os casos em que a magnetização não vai embora muito rápido seriam aqueles em que a difusividade era baixa e seriam os mais fibróticos.”

Em um estudo com ratos, os pesquisadores mostraram que seu detector poderia identificar fibrose com 86 por cento de precisão e doença hepática gordurosa com 92 por cento de precisão. Demora cerca de 10 minutos para obter os resultados, mas os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar a relação sinal-ruído do detector, o que pode ajudar a reduzir o tempo que leva.

Detecção precoce

A versão atual do sensor pode fazer a varredura a uma profundidade de cerca de 6 milímetros abaixo da pele, o que é suficiente para monitorar o fígado do rato ou o músculo esquelético humano. Os pesquisadores agora estão trabalhando no projeto de uma nova versão que pode penetrar mais profundamente abaixo do tecido, para permitir que eles testem a aplicação de diagnóstico de fígado em pacientes humanos.

Se esse tipo de sensor de RMN pudesse ser desenvolvido para uso em pacientes, poderia ajudar a identificar pessoas em risco de desenvolver fibrose, ou nos estágios iniciais da fibrose, para que pudessem ser tratadas mais cedo, diz Cima. A fibrose não pode ser revertida, mas pode ser interrompida ou diminuída por meio de mudanças na dieta e exercícios. Ter este tipo de diagnóstico disponível também pode ajudar nos esforços de desenvolvimento de medicamentos, porque pode permitir aos médicos identificar mais facilmente os pacientes com fibrose e monitorar sua resposta a novos tratamentos potenciais, diz Cima.

Outra aplicação potencial para esse tipo de sensor é avaliar fígados humanos para transplante. Neste estudo, os pesquisadores testaram o monitor em tecido hepático humano e descobriram que ele podia detectar fibrose com 93 por cento de precisão.

A pesquisa foi financiada pelo Koch Institute Support (core) Grant do National Cancer Institute, do National Institutes of Health, da Fannie and John Hertz Foundation Graduate Fellowship e da National Science Foundation Graduate Fellowship.

 

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