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Mini biodispositivos podem ajudar pacientes com tuberculose a manter seus tratamentos

Mini biodispositivos podem ajudar pacientes com tuberculose a manter seus tratamentos

Dispositivos portáteis como este, usados ​​para testar os níveis de açúcar no sangue, podem ajudar os pacientes com tuberculose a monitorar seus próprios níveis de drogas. Crédito: Andrey_Popov/Shutterstock

Imagine o cenário: disseram a você que tem uma doença que vai matá-lo. Mas, acrescenta o médico, sua vida pode ser salva se você tomar sua medicação diligentemente. Não pule um dia, não pule uma dosagem. Logo, porém, você descobre que o medicamento tem uma série de efeitos colaterais, incluindo perda de apetite, fadiga e náusea. Então você para.

Esse processo se desenrola todos os dias entre as pessoas que foram diagnosticadas com tuberculose (TB). Tratamento dura meses. A taxa de adesão é baixa. Os números são difíceis de encontrar. Mas um pesquisa nacional na China – que está entre os 30 carga alta Os países com tuberculose que respondem por 87% dos casos estimados do mundo mostraram que até 73% dos pacientes com tuberculose haviam, no momento da pesquisa, interrompido ou suspenso o tratamento.

A África do Sul é outro desses 30 países de alta carga. o Primeira Pesquisa Nacional de Prevalência de TB de 2018 encontrou uma taxa de prevalência de cerca de 737 por 100.000 pessoas, entre as mais altas do mundo. Novamente, os números são difíceis de determinar, mas um estudo olhando para co-infecção entre extensivamente medicamentotuberculose resistente (XDR-TB) e HIV descobriram que apenas cerca de 70% dos pacientes aderiram ao tratamento ideal de seis meses.

Isso representa riscos para o indivíduo e para comunidades inteiras. Está associada a taxas de transmissão mais altas, mortes, custos crescentes para programas de tratamento de TB, bem como ao desenvolvimento de cepas multirresistentes.

Várias abordagens estão sendo tomadas para melhorar a adesão à medicação. Estes incluem o uso de doses mais altas de certos medicamentos na esperança de reduzir a duração do tratamento, embora efeitos colaterais como perda auditiva foram relatados, assim como o desenvolvimento de resistência a drogas.

Com base no sequenciamento do genoma humano e tecnologias aprimoradas para determinar variações genéticas individuais, tem havido um movimento crescente em direção à medicina personalizada ou de precisão e regimes de tratamento personalizados. Isso funciona com base na premissa de que os tratamentos médicos, incluindo os de TB, podem ser personalizados para um paciente individual. Os obstáculos incluem os custos envolvidos em tornar essas tecnologias acessíveis e entender como adaptar os tratamentos para cada pessoa.

No caso da tuberculose, há também outros fatores a considerar, como variação na cepa causadora da doença e capacidade individual de metabolização de drogas.

Isso e onde meu trabalho Estou trabalhando para desenvolver tecnologias que possam calcular com precisão e confiabilidade a capacidade de metabolização de drogas de um indivíduo, medindo os “restos” de drogas nas amostras de sangue ou urina do paciente com tuberculose. O método envolve o uso de biossensores baseados em enzimas – um dispositivo usado para detectar substâncias químicas ou substâncias biológicas. Uma aplicação popular para tais dispositivos é a detecção rápida dos níveis de glicose em diabéticos.

Os resultados dos meus testes são promissores. Eles refletem o que outros estudiosos que fazem experimentos semelhantes em todo o mundo mostram: esses biossensores enzimáticos podem em breve (os cientistas não gostam de cronogramas) se tornar uma arma crucial nos esforços para tornar mais fácil para os pacientes de tuberculose aderirem aos seus tratamentos.

Encontrar a enzima certa

Um elemento do meu trabalho é determinar a enzima certa, já presente no corpo humanopara incluir no biossensor e servir como amplificador ou intensificador.

Os biossensores não devem ser confundidos com os dispositivos nos quais eles se encontram – como os kits portáteis de teste de picada no dedo usados ​​por diabéticos, por exemplo. Eles são simplesmente uma parte desses dispositivos.

Os biossensores são tipicamente constituídos por uma parte eletrônica, ou seja, o transdutor, que converte a energia de uma forma para outra; e um elemento biológico como uma enzima ou mesmo um anticorpo que atua como sensor.

O próprio sensor eletroquímico faz a maior parte do trabalho de medição difícil. Essencialmente, o elemento de reconhecimento biológico (a enzima ou anticorpo) interage com o componente químico que você está procurando identificar e rastrear, enquanto a resposta biológica é convertida em um sinal elétrico pelo transdutor, fornecendo medições essenciais. O elemento biológico – no nosso caso, a enzima – simplesmente aumenta o sinal.

Minha enzima preferida é chamada CYP3A4. Faz parte de um grupo de enzimas denominadas citocromo 450 ou CYP450, que são conhecidas por desempenhar um papel fundamental no absorção de drogas– e não apenas medicamentos para tuberculose. Como essas enzimas reagem com 50% de todos os medicamentos prescritos, elas servem como um detector útil da presença do medicamento em uma amostra.

O que torna o CYP3A4 tão útil é que ele reage com todos os quatro medicamentos de primeira linha usados ​​para tratar a tuberculose: isoniazida, etambutol, pirazinamida e rifampicina.

Para fins de Meu estudo, desenvolvi um sensor modificando a superfície de um eletrodo de trabalho com nanopartículas de diversos materiais. A enzima foi então aplicada eletrostaticamente a este eletrodo. O biossensor completo foi então testado em minhas amostras: urina sintética e plasma misturados com as quatro drogas.

Meus resultados mostraram que o biossensor pode detectar os “restos” da droga em minhas amostras com altos níveis (90% e acima) de precisão.

Valor do mundo real

Então, qual seria o valor de tal biossensor no mundo real? Por um lado, poderia permitir que os médicos avaliassem se um paciente é um metabolizador rápido ou fraco do medicamento.

Normalmente, os metabolizadores rápidos absorvem rapidamente as drogas e apenas pequenos vestígios permanecem em uma amostra de sangue ou urina. É provável que tenham poucos efeitos colaterais, pois seus corpos não permitiriam o acúmulo da droga em seus sistemas. No entanto, eles podem precisar tomar medicamentos com mais regularidade para compensar essa rápida absorção.

Os absorventes fracos, por outro lado, não processam as drogas bem o suficiente para fazer muito bem. A droga então se acumula no corpo e pode levar a efeitos colaterais adversos. Esses pacientes podem necessitar de dosagens menores ou menos regulares.

Existe até o potencial de que esses biossensores baseados em enzimas possam ser colocados em dispositivos que os pacientes possam usar por conta própria, assim como os diabéticos usam monitores para medir seus níveis de glicose. As pessoas com tuberculose podem então fazer o mesmo, modificando seus regimes com base nas leituras e na orientação de seus médicos.

Essa gestão aprimorada pode, em última análise, evitar que as taxas de adesão caiam – o que é uma boa notícia para os pacientes com tuberculose, suas comunidades e sistemas de saúde pública em todo o mundo.

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A conversa


Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.A conversa

Citação: Mini biodispositivos podem ajudar pacientes com tuberculose a manter seus tratamentos (2022, 2 de dezembro) recuperado em 2 de dezembro de 2022 em https://medicalxpress.com/news/2022-12-mini-bio-devices-tb-patients-treatments. html

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