Artigos
Artigos
Nova geração de medicamentos derivados da penicilina
Produções de Natal
Américo Alves, um investigador da Universidade de Coimbra, está integrado num projeto com o objetivo de sintetizar novos compostos com uma atividade antimicrobiana de largo espectro, que visam o desenvolvimento de novos tipos de medicamentos.
Estes são compostos originados a partir da penicilina, cujo nome é piropenincilanatos. Aquando do desenvolvimento desta nova classe de moléculas, estas foram estudadas como agentes antivirais, e os testes efetuados tiveram resultados bastante promissores, visto que demonstraram a capacidade de inibir não só o HIV1 e HIV2, como também estirpes multirresistentes dos mesmos.
Posteriormente, e em parceria com o Instituto de Medicina Molecular, também foi possível comprovar que estes compostos têm a capacidade de inibir a malária em ambas as fases desta doença, isto é, na fase hepática e na fase sanguínea.
Atualmente, e tendo em conta todos os resultados obtidos e supramencionados, os mecanismos de ação destes compostos são o alvo de estudo, bem como o seu efeito em outros agentes patogénicos, como nos vírus respiratórios, o vírus Influenza e SARS-CoV-2.
Futuramente, pretendem obter financiamento para concluir os ensaios pré-clínicos, pois os resultados obtidos foram realizados in-vitro,visam testar o seu efeito em animais, de modo a que este produto chegue ao mercado de forma mais acelerada. Com este objetivo foi fundada a startup, BSL Pharmaceutics.
Descobre mais em: https://www.rtp.pt/play/p2936/e656631/90-segundos-ciencia
AppToTest permite a distribuição gratuita de autotestes de HIV no Grande Porto
Produções de Natal
AppToTest é uma aplicação móvel da Agência Piaget para o Desenvolvimento, e distribuiu 600 autotestes de HIV gratuitos a partir desta aplicação, que puderam ser levantados em 10 farmácias parceiras.
Este projeto visa aumentar o acesso ao rastreio para o HIV no Grande Porto. Para além disso, os utilizadores da AppToTest contam com o apoio, em tempo real, de um técnico especializado com a capacidade de encaminhar para os cuidados de saúde desta região. A app conta também com uma secção de literacia sobre VIH, com apoio à realização do autoteste através de um vídeo demonstrativo
Este projeto conta com o apoio de diferentes instituições e organizações como a Admintração Regional de Saúde do Norte, da Associação de Farmácias de Portugal e da Gilead Sciences. Para o levantamento dos testes, a aplicação gera um código automático e partir do mesmo levantar nas farmácias aderentes.
Descobre mais em: https://observador.pt/2022/12/01/projeto-piloto-permite-realizar-autotestes-de-vih-gratuitos-e-anonimos-no-grande-porto/
Stem cells: Playing the waiting game
Produções de Natal
Células estaminais são células que têm a habilidade de se especializar em qualquer tipo de célula e, por esse motivo, desempenham uma ação imprescindível no nosso desenvolvimento e reparação de tecidos e órgãos. Possuem, assim, um papel fulcral no que toca a tratamentos relacionados com a regeneração de tecidos danificados.
Um dos maiores problemas associado às células estaminais é o fato destas apresentarem um potencial de ação que funciona quase como um “prazo de validade”. Este tratamento requer, na maioria dos casos, a manipulação in vitro destas células fazendo com que estas se proliferem e diferenciem, ou seja, percam a capacidade de se especificar. Portanto, de forma a aumentar a sua eficiência, é imperativo descobrir um meio que reúna as condições de equilíbrio nas quais as células estaminais possam permanecer em quiescência [dormência, até que se juntem as condições ideais para a sua atuação].
Através de estudos com proteínas musculares de roedores foi possível descobrir a sequência genética e, consequentemente, as proteínas, que não só promovem a quiescência como também previnem a proliferação das células estaminais musculares. O próximo passo foi determinar a elasticidade do meio, onde foram usadas fibras de colagénio artificiais, semelhantes àquelas presentes nos músculos dos ratos. As células cultivadas neste novo meio não só apresentaram uma maior permanência em quiescência como também aumentaram a sua taxa de auto-renovação quando retransplantadas nos animais.
A próxima fase desta investigação irá consistir em levar mais longe esta realidade em termos de optimização, podendo mesmo vir a comprovar-se que este método é válido para todos os outros tratamentos com células estaminais somáticas, não apenas as musculares.
Descobre mais em : Stem cells: Playing the waiting game | Nature Reviews Materials
Qual é o impacto do mercúrio do Ártico na nossa vida?
Produções de Natal
O Ártico constitui constituí uma das maiores reservas de mercúrio no planeta, uma vez que ao longo dos séculos, este tem vindo a ser armazenado no solo gelado que lhe é característico (permafrost). Neste local, o aquecimento global deixa um rasto devastador: a temperatura aumenta a um ritmo três vezes superior ao resto do planeta, sendo os efeitos já visíveis no ecossistema.
Uma das suas consequências é o derretimento do solo, e por conseguinte libertação de substâncias tóxicas, como o mercúrio. Uma vez que este é um dos 3 metais mais perigosos e nocivos, segundo a Agência Europeia do Ambiente, é importante monitorizar esta libertação. Deste modo, e assim 8 cientistas portugueses foram rumo ao Ártico para investigar o impacto que o mercúrio tem nas nossas vidas.
João Canário, um dos cientistas envolvidos nesta missão, expõe as descobertas com preocupação. É uma questão de tempo até o mercúrio entrar na nossa cadeia alimentar e pôr em risco , o que representa um risco para a saúde pública, uma vez que os organismos têm uma capacidade muito maior para absorver o mercúrio do que para o eliminar. Para além disto, à medida que subimos na cadeia alimentar, a sua concentração aumenta exponencialmente. Uma vez libertado, este espalha-se globalmente, quer através da atmosfera quer através dos oceanos, sendo assim inevitável que chegue até nós.
Este é um tema ainda pouco estudado, e os cientistas partem com a promessa de voltar durante o verão, para continuarem esta investigação.
Descobre mais em: Impacto do Mercúrio do Ártico
Face masks as a platform for wearable sensors
Produções de Natal
Wearable sensors são importantes para providenciar informação sobre o estado fisiológico da saúde de um paciente.
Estes sensores já existem e podem ter a forma de relógios ou até mesmo tatuagens, sendo capazes de medir parâmetros como a taxa de batimentos cardíacos ou os níveis de glucose no sangue. Com a pandemia de COVID-19, as pessoas habituaram-se a usar máscaras e, deste modo, tornaram-se potenciais plataformas para implementar novos tipos de sensores. As máscaras facilmente permitem acompanhar padrões de respiração ou gases poluentes que podem ser fulcrais na deteção de problemas respiratórios.
Assim, investigadores do MIT desenvolveram um sensor flexível para ser usado com máscaras que consegue medir padrões de respiração, a temperatura da pele, tosse e atividade física. Para além disto, através de acelerómetros, sensores de capacitância e ainda machine learning, os sensores são capazes de avaliar o ajuste da máscara ao rosto e com machine learning evitar uma incorreta recolha de dados.
Apesar do enorme avanço que esta máscara representa, um dos desafios será diminuir os seus custos, bem como a melhoria da performance quando sujeita a condições externas tais como chuva. Contudo, é inegável o avanço desta tecnologia que se espera que se torne na base para novas investigações.
Descobre mais em: https://www.nature.com/articles/s41928-022-00871-2
Descoberta de investigador português em Nova Iorque pode ser novo trunfo no combate à tuberculose
Produções de Natal
Um investigador da Faculdade de Medicina da Universidade de Cornell descobriu uma proteína capaz de abrir novos caminhos no combate à tuberculose.
Apesar de existir cura para esta doença, a bactéria características da tuberculose é um dos agentes patogénicos que provoca mais mortes no mundo devido a infeções, levando a que a criação de tratamentos eficazes continue a ser uma prioridade.
Este agente patogénico ataca os pulmões e depende da energia dos ácidos gordos e do colesterol. Contudo, apesar da descoberta da enzima que tem esta função, existe uma proteína presente na mesma teia enzimática sem a qual a enzima não consegue funcionar de forma normal. Ou seja, deixa de se alimentar dos ácidos gordos e provoca a morte esperada da bactéria.
Assim, perante uma doença que tem um tratamento muito complexo, esta nova descoberta pode oferecer um novo avanço à comunidade científica.
Descobre mais em: https://www.dn.pt/ciencia/descoberta-de-investigador-portugues-em-nova-iorque-pode-ser-novo-trunfo-no-combate-a-tuberculose-14317688.html#media-1
Investigadores concluem que paramiloidose se estende de forma precoce ao cérebro
Produções de Natal
A paramiloidose é uma doença genética rara e de origem progressiva caracterizada pela produção de fibras de amiloide pelo fígado que vão sendo depositadas nos tecidos e nos nervos, perturbando-os e destruindo-os lentamente.
Normalmente, a doença manifesta-se ao atingir o sistema nervoso periférico. Perda de sensibilidade à temperatura, formigueiros, picadas e dormências, dor intensa nos pés e parte inferior das pernas, fraqueza e atrofia muscular conjugada com emagrecimento muito rápido são alguns dos sintomas mais frequentes. E, se não existir nenhuma intervenção terapêutica após o início dos sintomas, existe uma probabilidade de morte estimada após 10 anos da manifestação da doença.
Contudo, neurologistas do Centro Hospitalar Universitário do Porto em conjunto com Ricardo Taipa, responsável pelo Banco Português de Cérebros, notaram que, com o aumento da sobrevida de doentes de paramiloidose [através do transplante hepático, medicação ou tratamentos inovadores] e devido à gravidade dos sintomas sensório-motores manifestados, sintomas do cérebro não eram detetados. Apesar da causa específica para estes sintomas ainda não ser reconhecida, um estudo recente levou à descoberta que uma acumulação da proteína mutada sob a forma de amiloide no cérebro acontece nas fases inicias dos sintomas e evolui ao longo do desenvolvimento da doença. Uma melhor interpretação dos marcadores in vivo, tais como as ressonâncias que permitem detetar a amiloide no cérebro usadas, podem servir de grande auxílio para outras doenças graves, como o Alzheimer. Para além disso, a descoberta das zonas do cérebro onde a amiloide está depositada neste estudo levou a Ricardo Taipa salientar que será necessário criar novas formas de atuar antes de os doentes manifestarem estes sintomas.
Descobre mais em: https://www.jn.pt/inovacao/investigadores-concluem-que-paramiloidose-se-estende-de-forma-precoce-ao-cerebro-15267158.html
Mulher curada com VIH. Como?
Produções de Natal
Recentemente foi reportado o terceiro caso mundial de uma paciente que foi curada do vírus de imunodeficiência humana, o VIH. A doente também tinha leucemia e, como medida de tratamento, recebeu um transplante de células estaminais do cordão umbilical que substituiu a sua medula óssea.
A particularidade destas células reside numa mutação que carregam consigo, a imunidade ao VIH, curando, desta forma, a mulher.
Contudo, esta cura não pode ser generalizada, não só pelo facto deste tratamento apenas se realizar em casos de leucemia como também pela dificuldade em encontrar um doador de medula óssea compatível que seja, em simultâneo, imune ao VIH. No entanto, neste caso não foi necessário uma compatibilidade de 100%, uma vez que estas células estaminais são menos específicas.
De momento sabemos que a mulher viveu cerca de 14 meses sem o vírus após o tratamento.
Descobre mais em: Mulher curada do VIH. Como? – Observador
How AI is saving lives in stroke and other neurovascular care
Produções de Natal
Karim Karti é o CEO da RapidAI, uma empresa que usa inteligência artificial (IA) que agiliza e trata mais rapidamente pacientes de AVCs, fundada há mais de 10 anos pelo Dr. Greg Albers, um importante investigador e diretor do Stanford Stroke Center. A sua pesquisa demonstrou que a trombectomia, um procedimento para remover coágulos sanguíneos, até 24 horas após o ataque ainda beneficia os pacientes, revolucionando assim a maneira como os neurocientistas pensam e tratam esta condição.
Esta empresa criou um software para scans de CT e MRI que processa imagens à base de IA. Tal, tem permitido aos profissionais tomar decisões mais rápidas e detetar, por exemplo, aneurismas quando estes não são claros nos scans, levando a uma diminuição do tempo de diagnóstico e de tratamento.
A tecnologia está neste momento a ser usada em mais de 2000 hospitais de cerca de cem países.
Descobre mais em: How AI is saving lives in stroke and other neurovascular care | Healthcare IT News
Why cancers caused by BRCA mutations recur
Produções de Natal
Já é conhecido na comunidade científica que a mutação no gene BRCA1/2 está relacionada com uma forte predisposição para o cancro da mama e dos ovários em mulheres, bem como com uma maior probabilidade de recorrência de cancro. No entanto, uma nova investigação na Universidade da Pensilvânia vem explicar o porquê.
Este estudo mostra que o RNA do gene BRCA2 adquire formas mais curtas do que o esperado durante a sua transcrição, levando-o a ter maior estabilidade e impossibilitando a sua total eliminação destruição total através do tratamento convencional como a quimio e radioterapia. Esta característica leva não só à recorrência, como também a uma maior taxa de mortalidade.
Esta nova informação abre portas à investigação de novos tratamentos, havendo assim e há assim esperança no horizonte para os pacientes afetados com esta mutação.
Descobre mais em: Why cancers caused by BRCA mutations recur
Como é que as bactérias podem ajudar os tumores a progredir e resistir ao tratamento?
Produções de Natal
Os tumores são definidos como um crescimento celular anormal com potencial de se espalhar para outros locais do corpo através de metástases. Geralmente, têm o auxílio de células humanas envolventes que os protegem de ataques do sistema imunitário e que os escudam de possíveis tratamentos. No entanto, segundo dois novos estudos de investigadores do Fred Hutchinson Cancer Center, em Seattle, as bactérias derivadas da falta de higiene bucal, por exemplo, também contribuem para o desenvolvimento de tumores.
Um dos seres procarióticos responsáveis pelo auxílio no crescimento de tumores é a bactéria bucal Fusobacterium nucleatum que está geralmente associada a cancros colorretais. Acredita-se que proteja, tal como as células envolventes, o tumor de ataques do sistema imunológico ou mesmo de medicamentos e pode ser erradicada através da administração de um fármaco denominado 5-fluorouracil. No entanto, descobriu-se que a bactéria E. coli consegue metabolizar este composto e diminuir a exposição do mesmo ao tumor ou mesmo a outras bactérias.
Outro problema derivado da existência destas bactérias junto a tumores é que as mesmas podem, eventualmente, prender as células T, células do sistema imunitário responsáveis pelo controlo de células cancerígenas, tornando-as obsoletas.
A partir destes estudos, foi-se percebendo que diversos tumores geralmente hospedam uma comunidade microbiana que afeta em larga escala o tratamento de tumores. Com estes estudos compreendeu-se que, daqui em diante, o tratamento de tumores não se deve realizar apenas combatendo o tumor em si, mas também combater com antibióticos a flora microbiana ao seu redor que, de modo algum, pode ser desprezada.
Descobre mais em: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221116113125.htm
Brasileiros mostram como estimulação cerebral ajuda a controlar epilepsia
Produções de Natal
Investigadores da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo investigam, através do uso de pequenos animais, como é que a estimulação cerebral profunda com altas frequências pode auxiliar na redução de eventos de epilepsia.
A epilepsia é uma doença que afeta 50 milhões de pessoas em redor do planeta e é caracterizada por descargas elétricas excessivas e descontroladas em certas zonas do cérebro, que variam de paciente para paciente, resultando em convulsões. Estas descargas anormais são resultado da adenosina quinase, uma enzima que efetua a metilação do DNA dos neurónios, uma reação bioquímica que altera a expressão genética (adição de um grupo metil à molécula), mudando a função da célula. No entanto, os investigadores brasileiros descobriram que a estimulação do núcleo anterior do tálamo, por meio de elétrodos implantados na parte central do cérebro, aumenta a produção de adenosina, diminuindo, consequentemente, a quantidade de adenosina quinase, sendo, portanto, eficaz na diminuição das crises de epilepsia.
Atualmente, a epilepsia pode ser tratada por remoção da zona do cérebro responsável pelas descargas descontroladas, porém essa zona nem sempre é detectável.Este método inovador já está a ser aplicado em alguns países como no Brasil e Estados Unidos o que dá esperança para que futuras investigações aprimorem este tratamento.
Descobre mais em: https://veja.abril.com.br/saude/brasileiros-mostram-como-estimulacao-cerebral-ajuda-a-controlar-epilepsia/
Genética do Crime
Produções de Natal
A genética pode ser entendida, nas palavras de António Amorim, investigador da Universidade do Porto, como o estudo das regras e proporções de transmissão de características entre progenitores e descendentes. Este conhecimento tem vindo a ser aplicado na investigação criminal, nomeadamente, para o esclarecimento de questões que existam em relação a um facto estabelecido, mas sobre o qual existam dúvidas.
Apesar de a genética forense não ser a dona da verdade, a mesma trouxe uma precisão que não existia antes, auxiliando o trabalho judiciário. Provas disso já foram dadas pela ‘Innocence Project’ que, com o objetivo de averiguar se arguidos teriam sido julgados corretamente, verificou que as perícias clássicas tinham uma taxa de erro de aproximadamente 50% e que, em contrapartida, a taxa da genética forense é inferior a 1%.
Com a evolução do conhecimento sobre a genética, percebeu-se que zonas do genoma que não são codificantes para características externas, isto é, zonas que não são transcritas e traduzidas em proteínas, podem ser fundamentais na interação entre os genes. As mesmas, que são únicas para cada indivíduo, revolucionaram a genética forense com a criação de bases de dados que contêm perfis genéticos para fins de identificação civil e criminal. Assim, no sentido de criar uma ferramenta de combate à criminalidade transfronteiriça, surge uma rede de cooperação que funciona ao nível da UE, sendo que cada país tem as suas contingências locais quanto aos dados que partilha em caso de necessidade.
A existências de bases de dados genéticos levanta algumas questões éticas, nomeadamente, devido à política de proteção de dados. No entanto, é importante perceber que os dados não informam sobre a natureza da pessoa em questão, já que as informações não são codificantes.
Descobre mais em: Ponto de Partida 96: Genética do Crime
By any stretch
Produções de Natal
As suturas e os agrafos são as técnicas mais utilizadas no fecho de feridas, no entanto, as mesmas podem ser problemáticas por não prevenirem o perda de ar ou líquido dos tecidos.
Deste modo, Ali Khademhosseini e a sua equiapa tiraram partido da natureza elástica da elastina para desenvolver um selante à base de hidrogel elástico a que chamaram ‘MeTro’. O mesmo pode ser, ou injetado no tecido como um pré-polímero sendo depois polimerizado com luz UV, ou aplicado diretamente como um adesivo.
Ao controlar a sua composição química, as propriedades mecânicas do selante podem ser moduladas para corresponderem às de um tecido específico. Para além disso, a elastina tem algumas vantagens, tais como as de proporcionar adesão celular e biodegradabilidade e permitir o controlo da taxa de degradação com a incorporação de algumas enzimas.
Neste momento, os investigadores trabalham no sentido de se conseguir uma polimerização da elastina com luz visível para evitar possíveis danos causados pela luz UV.
Descobre mais em: By any stretch
Investigação liderada por português descobre que proteína cerebral atrasa “origem” de Alzheimer
Produções de Natal
Uma equipa internacional de cientistas liderada pelo português Cláudio Gomes descobriu que a proteína S100B, abundante no cérebro, atrasa a formação de depósitos tóxicos de uma segunda proteína, tau, que estão associados à doença de Alzheimer.
Na origem desta doença estão alterações bioquímicas que promovem a libertação da proteína tau nos microtúbulos (estruturas que mantêm a arquitetura dos neurónios), desencadeando a sua agregação. Estes agregados de proteína tau são tóxicos e matam os neurónios, sendo também libertados para o exterior das células, disseminando a patologia às células vizinhas. O aparecimento de sintomas cognitivos está associado aos danos causados pelos agregados da proteína tau.
Por sua vez, a proteína S100B, cuja deposição tóxica no cérebro está associada a várias demências, incluindo à fase de agravamento da doença de Alzheimer, atua sobre a proteína tau. O grupo observou que a proteína tau é atrasada na presença da proteína S100B. Esta tem funções protetoras contra a agregação de proteínas na fase que antecede o aparecimento de sintomas da doença, mas na qual ocorrem alterações nos neurónios e se dá a acumulação de depósitos de proteínas como parte da resposta inflamatória precoce. A função protetora da S100B é inativada na fase sintomática tardia da doença, quando aumenta a acumulação tóxica de proteínas, passando a função da S100B como mediador pró-inflamatório a ser preponderante. É, portanto, de esperar que o efeito protetor de proteínas como a S100B possa servir de base ao desenvolvimento de medicamentos com potencial terapêutico, que atuem de forma semelhante.
Descobre mais em: https://www.dn.pt/sociedade/investigacao-liderada-por-portugues-descobre-que-proteina-cerebral-atrasa-origem-de-alzheimer-14276866.html
Prótese valvular feita à medida do coração implantada pela primeira vez em Portugal
Produções de Natal
Realizou-se, pela primeira vez em Portugal, no Hospital CUF Tejo, a substituição da válvula cardíaca tricúspide por uma prótese feita à medida exata do coração do doente, através de cateterismo cardíaco.
Esta intervenção foi feita sob anestesia geral e é menos invasiva do que a cirurgia convencional, por se tratar de um procedimento percutâneo realizado através da veia femoral. O mesmo foi efetuado sem recurso a qualquer incisão cirúrgica, requer menos tempo de internamento e possibilita uma recuperação mais rápida.
A realização de um AngioTAC prévio permitiu estudar os detalhes anatómicos do coração, efetuando-se medições precisas das estruturas cardíacas. Assim, foi possível desenhar uma prótese única e adaptada ao coração do doente. O processo de construção da prótese demorou cerca de 8 semanas e foi realizado na Alemanha.
Descobre mais em: https://observador.pt/programas/e-mc2/implantada-a-1o-protese-a-medida-exata-do-coracao/
Tecnologia inovadora usa nanobolhas para o tratamento de osteoporose
Produções de Natal
Investigadores da Central Florida estão a desenvolver uma tecnologia única para o tratamento da osteoporose, recorrendo a nanobolhas para o transporte de substâncias para a área-alvo do corpo de um indivíduo.
A osteoporose é um quadro clínico caracterizado pelo desequilíbrio entre a habilidade de formar novo tecido ósseo, denominado por ossificação, e a remoção de tecido antigo, designado por deterioração, conduzindo, portanto, ao aumento do risco de fratura.
Atualmente, grande parte dos tratamentos incidem no uso de drogas, em geral bifosfonatos, para inibir a reabsorção óssea. No entanto, este tipo de tratamentos têm repercussões, nomeadamente problemas gastrointestinais e osteonecrose da mandíbula.
Deste modo, o desenvolvimento desta nova tecnologia vem revolucionar o tratamento, uma vez que usa nanobolhas reativas a ultrassons, reduzindo a deterioração, facilitando a formação óssea e sendo uma alternativa segura e viável que trata e previne os efeitos da osteoporose. Numa das suas aplicações, as nanobolhas transportam o gene silenciador ou knockdown relacionado com a osteoporose, a catepsina K interferindo em ácido ribonucleico (CTSK siRNA). Estas nanobolhas não só protegem o siRNA de interagir diretamente com as áreas em redor, mas também sinalizam os osteoclastos, células ósseas que contém o gene CTSK, sendo por isso determinantes na deterioração óssea.
As nanobolhas são encapsuladas por um líquido e nucleadas por um gás, do grupo dos perfluorocarbonetos. Este núcleo gasoso auxilia na visualização da imagem e localização das mesmas. Elas são orientadas para as células ósseas, encontram os genes causadores de osteoporose e deterioram a CTSK siRNA que cria um complexo termodinamicamente instável e que consequentemente leva ao silenciamento destes genes.
Concluindo, esta técnica ainda está a ser alvo de melhorias e avanços, a fim de combater as suas limitações e poder ser utilizada globalmente, ser não invasiva e ter um baixo custo financeiro. Os investigadores acreditam que poderá ser uma técnica adaptada para outras aplicações, tais como doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer.
Descobre mais em: https://www.news-medical.net/news/20221206/Unique-technology-uses-ultrasound-responsive-nanobubbles-for-treating-osteoporosis.aspx
Wearable device monitoriza em tempo real parâmetros fisiológicos associados à insuficiência cardíaca
Produções de Natal
Existem cerca de 64 milhões de casos de insuficiência cardíaca mundialmente. Este caso clínico é caracterizado por uma anormalidade na estrutura do coração, na qual este órgãoorgão é incapaz de bombear o sangue suficiente para as necessidades do corpo humano.
Para combater a carência e as limitações dos atuais sistemas de monitorização, investigadores da Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science em colaboração com a FAU’s Christine E. Lynn College of Nursing desenvolveram um protótipo de um wearable device que continuamente monitorizamontoriza, em tempo real, todos os parâmetros fisiológicos associados à insuficiência cardíaca.
Esta tecnologia é baseada em sensores embutidos num cinto usado em redor da cintura, que monitoriza a impedância torácica, o ECG, a frequência cardíaca e deteta o movimento. Estes são parâmetros extremamente relevantes para avaliar a progressão e prever uma insuficiência cardíaca.
O desenvolvimento deste cinto é um avanço tecnológico bastante importante, uma vez que, sem afetar as atividades do dia a dia de um paciente, é possível monitorizar e alertar minutos antes de uma crise de saúde.
Descobre mais em: https://www.news-medical.net/news/20221212/Novel-wearable-device-can-monitor-physiological-parameters-associated-with-heart-failure-in-real-time.aspx
Mobile Health
Artigo
Este artigo faz parte de uma série de artigos anualmente redigidos por colaboradores do Departamento de Ensino e Ação Social da ANEEB. Autor: LinkedIn
Mobile Health (M-Health) is an area of healthcare that is constantly growing in the last years, owing to an unprecedented demand and rising cost of healthcare services and an increased use of mobile phones around the world. According to Pew Research Center [1], 88% of adults own a mobile phone, where 43% are a smartphone [1,2].
M-Health consists in the use of medical sensors, body area networks, mobile computing and telecommunication technologies in healthcare. Due to the fact that different biosensors are being incorporated in mobile phones and that these are being transformed into mobile health platforms, M-Health is gaining more interest. The number of applications present in mobile app stores, like app store and google play, have increased in the last decade. In 2012 there were more than 13 000 healthcare-related apps in the app store and in 2013 there were more than 23 500, which shows that, in one year, the number of apps doubled. Before the existence of apps, there was telehealth, which was based on text messages, phone calls and data exchange over cellular networks. At the time, it was revolutionary for patients and healthcare providers, but nowadays, smartphones have much more potential, since they are connected to the internet, have different sensors like GPS, camera, compass, accelerometer, pedometer, among others. This opens a broad range of applications [2,3,4]. The role of apps in healthcare is growing since the public is more and more interested in self-care and care of family members. According to Pew Research center [5], in 2013, 69% of the adults of the US were keeping track of at least one health indicator like weight or exercise routine. These allow for interest to increase from healthcare organizations, in order to fulfill people’s needs.
An example of an application is for asthma control, where the available apps focus on different approaches to both help and inform the patient. For example, some focus on teaching techniques to help manage asthma, which can be through yoga postures, acupressure and breathing exercises, or through information about asthma or treatment techniques passed via audio, texts or video. Other apps focus on helping the users keep track of the symptoms by recording the peak flow and details about the asthma attacks. There are also apps that allow the users to track the inhaler use and set reminders for medication [4]. These apps may prove very useful in self-management, due to all the features above mentioned.
This is one of the many areas that M-Health is present and has an impact. It is very likely that mobile phones and healthcare apps will have a very important role in alerting patients to be more concerned about self-care. However, the role of M-Health is still uncertain, since it depends on the union between app developers and medical professional societies, clinical experts to develop better apps that may fulfill people’s needs.
– Pedro Teodoro
Bibliography:[1] J. Poushter, “Smartphone Ownership and Internet Usage Continues to Climb in Emerging Economies ,” Feb. 22, 2016. https://www.pewresearch.org/global/2016/02/22/smartphone-ownership-and-internet-usage-continues-to-climb-in-emerging-economies/?fbclid=IwAR0ZnCicotsaCM6RvcwKSgRt0x3WYJG9J2aC7uYM0g7Bj_vtYsRWeQQCIjo (accessed Jun. 27, 2021).
[2] Karandeep Singh, Adam B. Landman, Chapter 13 – Mobile Health, Key Advances in Clinical Informatics, Academic Press, 2017, 183-196, ISBN 9780128095232, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809523-2.00013-3.
[3] Narpat S. Gehlot, “State-of-the-Art of Mobile-Health: Technology, Sensors and Clinical Applications”, Revista de Tecnologia da Informação e Comunicação, p. 20-24, out. 2012.
[4] Wu AC, Carpenter JF, Himes BE. Mobile health applications for asthma. J Allergy Clin Immunol Pract. 2015;3(3):446-8.e16. doi:10.1016/j.jaip.2014.12.011
[5] S. Fox and M. Duggan, “Tracking for Health”, Jan. 28, 2013. https://www.pewresearch.org/internet/2013/01/28/tracking-for-health/ (accessed Jun. 27, 2021).
Carbon Nanotubes for Cancer Therapy: Drug Delivery Approaches
Artigo
Este artigo faz parte de uma série de artigos anualmente redigidos por colaboradores do Departamento de Ensino e Ação Social da ANEEB. Autor: LinkedIn
Over the last decades, when analysing the main causes of human mortality, we are faced with the determining role that cancer plays, being only surpassed by cardiovascular pathologies. Homologous, the statistics provided by the World Cancer Report 2018 [1], estimate that 18.1 million new cases of cancer have been diagnosed and, simultaneously, 9.6 million people have succumbed due to the same pathology. This worrying mortality rate is a consequence of the limitations of conventional therapeutic approaches, namely the low solubility of drugs, their poor pharmacokinetic profile, non-specificity, and brutal side effects, which currently define the majority of contemporary treatments such as radiotherapy, chemotherapy or surgical intervention. Therefore, the present problem gives meaning to the investigation of new and better treatments that maximize the life expectancy and quality of the global population.
The term nanotechnology was first introduced by physicist Richard Feynman, in the famous lecture he conducted in 1959, entitled ‘There´s plenty of room at the bottom’. In this work, Richard Feynman explores the vast potential, both in terms of properties and applications, which could arise from the atomic manipulation of materials. The continuous research and development of this area has been increasingly attracting interest from the scientific community, showing great relevance in future therapeutics.
In this sense and within the scope of this article, nanomaterials, and more specifically carbon nanotubes, appear as therapeutic alternatives, which stand out for their distinct properties, such as the ultra-high aspect ratio, high cargo loading, chemical stability and intracellular bioavailability [2]. These same assets enable the introduction of a new revolutionary methodology, Controlled Drug Delivery, which minimizes premature drug degradation and, simultaneously, sustains drug concentrations within the therapeutic window, culminating in a higher percentage of absorbed active principle and treatment effectiveness.
Structure and ProductionCarbon nanotubes (CNTs) were firstly introduced by Lijima and colleagues in 1990, during the process of developing C60 carbon molecules. Regarding the structure of CNTs, these consist of rolled graphene sheets, which acquire a cylindrical configuration, with the ends having an arrangement suchlike the aforementioned C60 molecules [3]. On the other hand, CNTs can be subdivided into two distinct categories, Single-walled CNTs (SWCNTs), which comprise a single sheet of graphene, while Multi-walled CNTs (MWCNTs) are defined by the presence of multiple embedded graphene cylinders, with a spacing of approximately 0.34 nm. Therefore, due to the characteristics of its structures, SWCNTs have a smaller diameter and greater flexibility, whereas MWCNTs exhibit a greater surface area and, consequently, a higher drug loading capacity. As for their dimensions, CNTs have a diameter between 0.4-100 nm and a length that can reach several micrometres. When it comes to chirality, this nanomaterial can present different forms such as zigzag, armchair and chiral [3].
The production of carbon nanotubes can be carried out according to three main techniques, namely arc-discharge, laser ablation and chemical vapor deposition, originating CNTs with different features. The analysis of the literature makes it evident that the CVD method is the most promising due to its simplicity, low cost, process control, energy efficiency, raw materials used, as well as the ability to obtain CNTs with a high degree of precision (diameter, length) and yield. Finally, CNTs must undergo a purification and functionalization process to ensure their suitability for clinical use.
Applications in Cancer therapy: Delivery of anticancer agentsThe presented methodology is extremely versatile, where different types of biomolecules have been associated with CNTs, with diverse principles of operation associated (Tumour Cell Vaccines, Gene Therapy), such as peptides, proteins, plasmid DNA, small interference RNA, among others [2].
In the present article, the strategies for therapeutic delivery of anticancer drugs will be discussed, in which a multitude of drugs can be associated with CNTs, such as Carboplatin, Oxaliplatin, Doxorubicin, among others. More specifically, the association of the drug gemcitabine (GEM) is explored, which operates by inhibiting DNA replication to trigger apoptosis of cancer cells. Despite this drug being applied in a wide range of oncological diseases, it presents major limitations due to its rapid metabolism and reduced half-life (17 min), leading to the necessity of implementing a prolonged drug delivery methodology with CNTs. Therefore, SWCNTs were initially purified by acid refluxing with hydrochloric acid and then functionalized through carboxylation, acylation, amination, PEGylation and conjugation with the desired GEM, in order to adapt the nanomaterial to biomedical use. The connection of the GEM to the CNTs was performed according to an ester bond that presents a high degree of sensitivity to changes in pH, in other words, in the presence of a pH below 7.4, the drug will tend to free itself from the respective nanostructure. Considering that the healthy tissue has a pH value of 7.4, while tumour regions have values below 6.8, this justifies the principle of operation of the therapy under study. In addition, these targeted delivery mechanisms will be completed by the Enhanced Permeability Effect, which involves the preferred displacement of nanomaterials to tumour regions, due to the superior dimensions of the blood and lymph vessels in these regions. Finally, in in vitro tests with human lung cancer cell lines (A549) and human pancreatic cancer (MIA PaCa-2), the potential for continued drug release was demonstrated, as shown in Figure 1. Subsequently, in in vivo tests with nude rats, the suppression of significant tumour growth was observed, which then culminated in an increase in average life expectancy of 23 days, with one subject showing complete remission of the tumour [4].
– Miguel Carvalho
Bibliography:[1] F. Bray, J. Ferlay, I. Soerjomataram, R. L. Siegel, L. A. Torre, and A. Jemal, “Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries,” CA. Cancer J. Clin., vol. 68, no. 6, pp. 394–424, 2018, doi: 10.3322/caac.21492.
[2] A. V. V. V. Ravi Kiran, G. Kusuma Kumari, and P. T. Krishnamurthy, “Carbon nanotubes in drug delivery: Focus on anticancer therapies,” J. Drug Deliv. Sci. Technol., vol. 59, no. June, p. 101892, 2020, doi: 10.1016/j.jddst.2020.101892.
[3] R. Jha, A. Singh, P. K. Sharma, and N. K. Fuloria, “Smart carbon nanotubes for drug delivery system: A comprehensive study,” J. Drug Deliv. Sci. Technol., vol. 58, no. February, p. 101811, 2020, doi: 10.1016/j.jddst.2020.101811.
[4] A. Razzazan, F. Atyabi, B. Kazemi, and R. Dinarvand, “In vivo drug delivery of gemcitabine with PEGylated single-walled carbon nanotubes,” Mater. Sci. Eng. C, vol. 62, pp. 614–625, 2016, doi: 10.1016/j.msec.2016.01.076.
Modelação Epidemiológica
Artigo
Este artigo faz parte de uma série de artigos anualmente redigidos por colaboradores do Departamento de Ensino e Ação Social da ANEEB. Autora: LinkedIn
Do ponto de vista individual, o percurso de uma doença é descrito pelo que se passa entre o momento em que o indivíduo começa a ter sintomas e o momento em que estes acabam, mas do ponto de vista epidemiológico é mais importante a distribuição no tempo e no espaço dos contactos infeciosos tidos pelo indivíduo infetado com outros indivíduos e a forma como isso se repercute na propagação da infeção pela população. A complexidade deste assunto implica então a necessidade de modelar o problema recorrendo a instrumentos apropriados, nomeadamente modelos matemáticos.
Particularizando, um modelo estocástico é uma ferramenta para estimar distribuições de probabilidade de resultados potenciais, permitindo uma variação aleatória numa ou mais entradas ao longo do tempo, tendo a capacidade de determinar a disseminação estatística de doenças a nível de agentes em pequenas ou grandes populações. Por outro lado, quando se trata de grandes populações, são frequentemente utilizados modelos matemáticos determinísticos ou compartimentados, nos quais os indivíduos da população são atribuídos a diferentes subgrupos ou compartimentos, cada um representando uma fase específica da epidemia.
Um dos parâmetros importantes a ter em conta é o R0, ou seja, o número médio de pessoas que uma única pessoa infetada irá contagiar durante o curso da sua infeção. Se R0 > 1, cada pessoa infeta, em média, mais do que uma outra pessoa; se R0 < 1, cada pessoa infeta, em média, menos do que uma pessoa; e se R0 = 1, então cada pessoa infeta, em média, exatamente uma outra pessoa. Tendo isto em conta, diz-se que uma doença infeciosa é endémica quando pode ser sustentada numa população sem a necessidade de inputs externos.
Se um programa de vacinação fizer com que a proporção de indivíduos imunes numa população exceda o limiar crítico durante um período de tempo significativo, a transmissão da doença nessa população irá parar. Este conceito é conhecido como eliminação da infeção e é diferente da erradicação, que é a redução a zero dos organismos infeciosos na natureza, a nível mundial. Para chegar à erradicação, a eliminação em todas as regiões do mundo tem de ser conseguida, tal como aconteceu no caso da varíola.
Por fim, é possível observar que o estudo de epidemias utilizando modelos matemáticos tem-se mostrado uma ferramenta importante para que se possa entender e prever o comportamento de uma epidemia e adotar uma política de prevenção para que esta não se alastre causando um grande número de mortes.
– Bárbara Brandão
Bibliografia:[1] M. C. Gomes, “Modelação da transmissão da doença,” Din. Doenças Infecc., pp. 1–21, 2008, [Online]. Available: http://webpages.fc.ul.pt/~mcgomes/aulas/biopop/Mod7/Text Model.pdf.
[2] L. R. Alvarenga, “Modelagem de epidemias através de modelos baseados em indivíduos,” p. 130, 2008.
[3] R. Ramon, “Modelagem Matemática Aplicada a epidemiologia,” 2011.