Publicado 18 de Outubro de 2020 - 13h41

Por Agência Fapesp

Um outro fator positivo é que a maior quantidade de aparelhos de ultrassom permite que as novas tecnologias possam ser incorporadas de maneira mais fácil e barata

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Um outro fator positivo é que a maior quantidade de aparelhos de ultrassom permite que as novas tecnologias possam ser incorporadas de maneira mais fácil e barata

Dois estudos realizados na Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, trazem novos horizontes para o uso de aparelhos de ultrassom. Comuns nos campos da gastroenterologia, cardiologia, obstetrícia e ginecologia, esses equipamentos, que emitem ondas ultrassônicas para diagnóstico em órgãos e tecidos no interior do corpo humano, poderão, aliados a fibras óticas e nanopartículas de óxido de ferro, identificar e até destruir tumores cancerígenos por hipertermia.

Outro possível uso apresentado nos estudos é a utilização de fibras óticas acopladas ao ultrassom para determinar o grau de oxigenação em tumores ou outros tecidos e nas articulações. "Já é bem consolidado o fato de que tumores com menos oxigênio, ou hipóxicos, mostram maiores dificuldades de tratamento e merecem maior atenção dos médicos", explica o físico médico Theo Pavan, professor do Departamento de Física, coordenador das pesquisas e pesquisador no Grupo de Inovação em Instrumentação Médica e Ultrassom (Giimus) da USP.

Os dois estudos, que foram publicados nas revistas IEEE Transactions on Biomedical Engineering, o de hipertemia, e Sensors, que quantifica a presença de oxigênio em tecidos por meio de iluminação com fibra ótica, receberam financiamento da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) por meio de projeto de Auxílio à Pesquisa Jovem Pesquisador.

"Escolhemos o ultrassom como principal instrumento de pesquisa porque esses equipamentos são portáteis e mais baratos que a ressonância magnética e não emitem radiação ionizante como na tomografia computadorizada, que impede a execução de exames seguidos no mesmo paciente. O ultrassom também está presente em um maior número de hospitais e clínicas se comparado aos outros", diz Pavan. No complexo hospitalar da USP em Ribeirão Preto, por exemplo, existem dois aparelhos de ressonância magnética e dezenas de ultrassom.

A maior quantidade de aparelhos de ultrassom permite que as novas tecnologias possam ser incorporadas de maneira mais fácil e barata, agregando à ultrassonografia, que é um meio de diagnóstico, a possibilidade também de tratamento. "É o que chamamos de teranóstico, palavra que une terapia e diagnóstico em um mesmo equipamento", diz Pavan.

Magnetismo e nanopartículas

O experimento com nanopartículas de óxido de ferro segue uma expectativa que surgiu com os primeiros estudos em nanotecnologia, no início dos anos 2000. As nanopartículas, ao serem introduzidas na corrente sanguínea, poderiam ser carreadas por magnetismo até um tumor cancerígeno, levando drogas ou alguma substância biológica para destruir as células cancerosas e curar o paciente.

O uso de nanopartículas em tumores está em desenvolvimento em vários laboratórios no mundo e em alguns anos poderá se tornar realidade nos hospitais. O experimento do grupo de Ribeirão Preto foi concebido para resolver alguns desafios dessa prática, como a entrega e localização das nanopartículas magnéticas nos tecidos e o monitoramento da temperatura durante o tratamento por hipertemia. "A hipertemia magnética começou a ser desenvolvida a partir da década de 1950, mas existem muitos desafios técnicos que ainda dificultam o translado para a clínica", explica Pavan.

"A intenção final desse tipo de tratamento é necrosar o tumor ou aumentar a temperatura, de 2°C a 3 °C, no ambiente tumoral para tornar mais eficientes os tratamentos tradicionais, como radioterapia e quimioterapia", diz Pavan.

O arranjo tecnológico utilizado pelos pesquisadores incluiu aparelhos de campos magnéticos de radiofrequência para esquentar as nanopartículas a partir da superfície da pele e imagens de ultrassom para identificá-las e para medir a temperatura local. Os estudos foram realizados em estruturas que imitam a consistência do organismo humano também produzidas pelo grupo.

Os resultados, que podem ser observados na tela do ultrassom, mostraram que as nanopartículas foram efetivamente localizadas e geraram calor para o experimento de hipertemia. "Colocamos um pulso externo de campo magnético para causar uma vibração, que é detectada pelo nosso algoritmo, que depois é transformada em imagem colorida com localização das nanopartículas na tela".

Próxima etapa envolve testes em animais

A próxima etapa desse experimento é testar a hipertemia com nanopartículas em animais. Inicialmente, elas poderão ser inseridas no tumor por uma pequena incisão no corpo e não necessariamente aplicadas na corrente sanguínea, e carreadas por magnetismo até o tumor. "Essas nanopartículas já demonstraram grande biocompatibidade com o organismo humano como mostra a literatura científica", disse Pavan.

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Agência Fapesp