Quimioterapia personalizada
Sistema automatizado ajusta dose de medicação em tempo real, considerando fatores como composição corporal e genética
Por MIT Technology Review Brasil
A quimioterapia é ainda hoje uma das principais terapias para o combate ao câncer. Quando pacientes oncológicos são submetidos a esse tipo de tratamento, a dose da medicação geralmente é calculada considerando a área de superfície corporal do paciente, um coeficiente que observa a altura e o peso, em uma equação que foi criada em 1916. Porém, na época, os estudos foram realizados a partir de dados de apenas nove pacientes, de forma que a técnica é alvo de questionamentos.
Nesse sentido, pesquisadores do MIT, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, criaram uma abordagem para personalizar a dose da quimioterapia para compensar as diferenças na farmacocinética dos medicamentos – composição corporal, composição genética, interações com medicamentos, entre outros fatores.
“Reconhecer os avanços na nossa compreensão de como os medicamentos são metabolizados e aplicar ferramentas de engenharia para facilitar a dosagem personalizada pode ajudar a transformar a segurança e a eficácia de muitos medicamentos”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT e gastroenterologista do Brigham and Women's Hospital.
A pesquisa publicada na revista científica Med traz os dados sobre a análise do medicamento 5-fluorouracil, usado para tratar o câncer colorretal. Os pesquisadores pretendiam se afastar da equação tradicional para determinar a dose, já que pessoas com a mesma área de superfície corporal podem ter alturas e pesos muito diferentes, assim como massas musculares ou genética diferentes. Também estava no radar do estudo o fato de que a quantidade do medicamento na corrente sanguínea pode ser alterada pelas flutuações circadianas de uma enzima chamada dihidropirimidina desidrogenase (DPD), que decompõe o 5-fluorouracil.
O novo modelo parte da monitorização terapêutica, uma estratégia comum em que se coleta uma amostra de sangue do paciente no final de um ciclo de tratamento. Depois disso, a amostra é analisada quanto à concentração do medicamento e, geralmente, em uma abordagem tradicional, é possível ajustar a dosagem no início do próximo ciclo. No caso da pesquisa, os cientistas usaram a monitorização para criar um sistema automatizado, permitindo a personalização da quimioterapia em tempo real.
O circuito foi chamado de CLAUDIA: Closed-Loop Automated Drug Infusion Regulator. Primeiro, as amostras de sangue foram coletadas a cada cinco minutos e rapidamente preparadas para análise. Então, a concentração de 5-fluorouracil no sangue foi medida usando espectroscopia de massa por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-MS) e comparada com a concentração-alvo. A diferença entre as duas foi inserida em um algoritmo de controle, que ajusta a taxa de infusão, se necessário, para manter a dose dentro da faixa de concentrações entre as quais o medicamento é eficaz e não tóxico.
“O que desenvolvemos é um sistema em que é possível medir constantemente a concentração do medicamento e ajustar a taxa de infusão para mantê-la dentro da janela terapêutica”, diz Louis DeRidder, estudante de pós-graduação do MIT, que é o principal autor do artigo.
Em testes com animais, o CLAUDIA conseguiu manter a quantidade de medicamento dentro da faixa-alvo em cerca de 45% das vezes. Os níveis de medicamentos em animais que receberam quimioterapia sem o CLAUDIA permaneceram na faixa-alvo em 13% das vezes. O sistema também conseguiu manter a dose de 5-fluorouracil dentro da faixa-alvo, mesmo quando os pesquisadores administraram um medicamento que inibe a enzima DPD. Nos animais que receberam esse inibidor sem monitoramento e ajuste contínuos, os níveis de 5-fluorouracil aumentaram em até oito vezes.
Para os testes, os pesquisadores realizaram manualmente cada etapa do processo, utilizando equipamentos disponíveis no mercado, mas agora planejam trabalhar na automatização de cada etapa para que o monitoramento e o ajuste da dose possam ser feitos sem qualquer intervenção humana.
“Prevemos um futuro em que seremos capazes de usar CLAUDIA para qualquer medicamento que tenha as propriedades farmacocinéticas corretas e seja detectável com HPLC-MS, permitindo assim a personalização da dosagem para muitos medicamentos diferentes”, diz DeRidder.
Este texto é um conteúdo adaptado, publicado originalmente pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos. Disponível em
https://news.mit.edu/2024/closed-loop-drug-delivery-system-could-improve-chemotherapy-0424
GileadPro: BR-UNB-0910