A pílula inteligente do MIT confirma que você tomou seu remédio

O sistema pode ser incorporado diretamente em cápsulas de comprimidos existentes e utiliza uma antena de radiofrequência biodegradável para enviar um sinal logo após a ingestão. Uma vez transmitido o sinal, a maioria dos componentes eletrônicos da pílula se decompõem com segurança no estômago, enquanto um minúsculo chip de RF se move através do trato digestivo e sai do corpo naturalmente.

Os pesquisadores dizem que a abordagem pode ser especialmente útil para pessoas que devem seguir horários rígidos de medicação. Estes incluem pacientes transplantados de órgãos que dependem de medicamentos imunossupressores, bem como indivíduos em tratamento de longo prazo para infecções como HIV ou TB.

“O objetivo é garantir que isto ajude as pessoas a receberem a terapia de que necessitam para ajudar a maximizar a sua saúde”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT, gastroenterologista do Brigham and Women’s Hospital e membro associado do Broad Institute do MIT e de Harvard.

Traverso é o autor sênior do estudo, publicado em 8 de janeiro no Comunicações da Natureza. Mehmet Girayhan Say, um cientista pesquisador do MIT, e Sean You, um ex-pós-doutorado do MIT, são os principais autores do artigo.

Por que a adesão à medicação continua sendo um grande desafio

Deixar de tomar os medicamentos prescritos continua sendo um problema sério em todo o mundo. Todos os anos, a fraca adesão contribui para centenas de milhares de mortes evitáveis ​​e gera milhares de milhões de dólares em custos evitáveis ​​de cuidados de saúde.

Para ajudar a resolver isso, o laboratório de Traverso explorou anteriormente cápsulas de administração de medicamentos que permanecem no sistema digestivo por longos períodos, liberando medicamentos em intervalos programados. Embora eficaz em alguns casos, esta abordagem não é adequada para todos os medicamentos.

“Desenvolvemos sistemas que podem permanecer no corpo por muito tempo e sabemos que esses sistemas podem melhorar a adesão, mas também reconhecemos que, para certos medicamentos, não podemos mudar a pílula”, diz Traverso. “A questão é: o que mais podemos fazer para ajudar a pessoa e ajudar seus prestadores de cuidados de saúde a garantir que ela esteja recebendo a medicação?”

Como funciona o sistema de sinalização para engolir

No novo estudo, a equipa concentrou-se numa estratégia diferente: confirmar se um comprimido foi tomado, em vez de alterar a forma como o medicamento é administrado. Os pesquisadores recorreram à radiofrequência – um tipo de sinal que pode ser detectado fora do corpo e é considerado seguro para uso humano.

Tentativas anteriores de rastreamento de medicamentos baseados em RF dependiam de materiais que não se decompunham facilmente dentro do corpo, o que significa que todo o dispositivo tinha que passar intacto pelo sistema digestivo. Para reduzir qualquer risco de obstrução gastrointestinal, a equipe do MIT desenvolveu um sistema bioabsorvível que pode se degradar com segurança após o uso.

A antena responsável pela transmissão do sinal é feita de zinco e embutida em uma partícula de celulose. Esses materiais foram selecionados por seu forte histórico de segurança e compatibilidade com uso médico.

“Escolhemos esses materiais reconhecendo seus perfis de segurança muito favoráveis ​​e também sua compatibilidade ambiental”, diz Traverso.

A antena de zinco-celulose é enrolada em formato compacto e colocada dentro do comprimido junto com o medicamento. A cápsula em si é feita de gelatina revestida com celulose e molibdênio ou tungstênio, o que impede a emissão de qualquer sinal de RF antes da ingestão do comprimido.

Uma vez ingerido, o revestimento se dissolve, liberando tanto o medicamento quanto a antena. A antena recebe um sinal de um leitor externo e, trabalhando com um pequeno chip RF, envia de volta a confirmação de que o comprimido foi engolido. Essa troca normalmente ocorre em 10 minutos.

O chip RF mede cerca de 400 por 400 micrômetros e é um componente disponível comercialmente que não é biodegradável. Ele foi projetado para passar com segurança pelo trato digestivo. Todos os componentes restantes se decompõem no estômago em cerca de uma semana.

“Os componentes são projetados para se decomporem ao longo de dias, utilizando materiais com perfis de segurança bem estabelecidos, como zinco e celulose, que já são amplamente utilizados na medicina”, diz Say. “Nosso objetivo é evitar o acúmulo a longo prazo e, ao mesmo tempo, permitir a confirmação confiável de que uma pílula foi tomada, e a segurança a longo prazo continuará a ser avaliada à medida que a tecnologia avança em direção ao uso clínico”.

Benefícios potenciais para pacientes de alto risco

Em testes em animais, o sistema transmitiu com sucesso sinais de dentro do estômago para um receptor externo localizado a até 60 centímetros de distância. Se for adaptada para uso humano, os pesquisadores prevêem emparelhar a pílula com um dispositivo vestível que possa transmitir os dados diretamente à equipe de saúde do paciente.

Estão planeados mais estudos pré-clínicos e a equipa espera começar a testar a tecnologia em pessoas num futuro próximo. Os receptores de transplantes de órgãos estão entre os grupos que mais poderiam se beneficiar, uma vez que a falta de doses de medicamentos imunossupressores pode levar rapidamente à rejeição de órgãos.

“Queremos priorizar medicamentos que, quando há não adesão, podem ter um efeito realmente prejudicial para o indivíduo”, diz Traverso.

Grupos adicionais que podem se beneficiar incluem pacientes com stents recentemente colocados que necessitam de medicação para prevenir bloqueios, indivíduos com infecções crônicas, como tuberculose, e pessoas com distúrbios neuropsiquiátricos que podem interferir no uso consistente de medicamentos.

Financiamento e Apoio

A pesquisa foi apoiada pela Novo Nordisk, pelo Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, pela Divisão de Gastroenterologia do Brigham and Women’s Hospital e pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada para Saúde dos EUA.