A pílula inteligente do MIT confirma que você tomou seu remédio

O sistema pode ser incorporado diretamente às cápsulas de medicamentos existentes e utiliza uma antena de rádio frequência biodegradável para enviar um sinal logo após a ingestão. Assim que o sinal é transmitido, a maioria dos componentes eletrônicos da cápsula se decompõe de forma segura no estômago, enquanto um pequeno chip de RF passa pelo trato digestivo e sai do corpo naturalmente.

Os pesquisadores afirmam que a abordagem pode ser especialmente útil para pessoas que precisam seguir horários rigorosos de medicação. Isso inclui pacientes de transplante de órgão que dependem de medicamentos imunossupressores, bem como indivíduos em tratamento prolongado para infecções como HIV ou tuberculose.

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

Traverso é o autor sênior do estudo, que foi publicado em 8 de janeiro na Nature Communications. Mehmet Girayhan Say, um cientista pesquisador do MIT, e Sean You, um ex-pós-doutorando do MIT, são os autores principais do artigo.

Por que a Adesão à Medicação é um Grande Desafio

Não tomar a medicação prescrita permanece um problema sério em todo o mundo. A cada ano, a má adesão contribui para centenas de milhares de mortes evitáveis e gera bilhões de dólares em custos de saúde desnecessários.

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

“Desenvolvemos sistemas que podem ficar no corpo por um longo tempo, e sabemos que esses sistemas podem melhorar a adesão, mas também reconhecemos que para certos medicamentos, não podemos alterar a cápsula”, diz Traverso. “A questão se torna: o que mais podemos fazer para ajudar a pessoa e ajudar seus prestadores de saúde a garantir que ela receba a medicação?”

Como Funciona o Sistema de Sinalização Engolível

No novo estudo, a equipe se concentrou em uma estratégia diferente: confirmar se uma cápsula foi ingerida, em vez de alterar 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 medicação baseado em RF dependiam de materiais que não se decompunham facilmente dentro do corpo, o que significava que todo o dispositivo tinha que passar pelo sistema digestivo intacto. Para reduzir qualquer risco de bloqueio gastrointestinal, a equipe do MIT projetou um sistema bioabsorvível que pode se decompor de forma segura após o uso.

A antena responsável por transmitir o 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 compatibilidade ambiental”, diz Traverso.

A antena de zinco e celulose é enrolada em uma forma compacta e colocada dentro da cápsula junto com a medicação. A cápsula em si é feita de gelatina revestida com celulose e molibdênio ou tungstênio, o que impede que qualquer sinal de RF seja emitido antes de a cápsula ser engolida.

Uma vez ingerida, o revestimento se dissolve, liberando tanto a medicação quanto a antena. A antena recebe um sinal de um leitor externo e, trabalhando com um pequeno chip de RF, envia de volta a confirmação de que a cápsula foi engolida. Essa troca geralmente ocorre dentro de 10 minutos.

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

“Os componentes são projetados para se decompor 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 a acumulação a longo prazo enquanto possibilitamos a confirmação confiável de que uma cápsula foi tomada, e a segurança a longo prazo continuará a ser avaliada à medida que a tecnologia avança para o uso clínico.”

Benefícios Potenciais para Pacientes de Alto Risco

Em testes com animais, o sistema transmitiu com sucesso sinais de dentro do estômago para um receptor externo localizado a até 2 pés de distância. Se adaptado para uso humano, os pesquisadores imaginam emparelhar a cápsula com um dispositivo vestível que poderia relatar os dados diretamente para a equipe de saúde do paciente.

Mais estudos pré-clínicos estão planejados, e a equipe espera começar a testar a tecnologia em pessoas em breve. Pacientes transplantados são um dos grupos que poderiam se beneficiar mais, já que a falta de doses de medicamentos imunossupressores pode rapidamente levar à rejeição do órgão.

“Queremos priorizar medicamentos que, quando a não adesão está presente, 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 medicamentos para prevenir bloqueios, indivíduos com infecções crônicas como tuberculose e pessoas com distúrbios neuropsiquiátricos que podem interferir no uso consistente da medicação.

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 em Saúde dos EUA.