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O smartwatch feito sob encomenda segue níveis da droga dentro do corpo no tempo real

Os coordenadores na escola do UCLA Samueli da engenharia e seus colegas na Faculdade de Medicina de Stanford demonstraram que os níveis da droga dentro do corpo podem ser seguidos no tempo real usando um smartwatch feito sob encomenda que analisasse os produtos químicos encontrados no suor. Esta tecnologia wearable podia ser incorporada em uma aproximação mais personalizada à medicina -- onde uma droga ideal e as dosagens podem ser costuradas a um indivíduo.

Um estudo que detalha a pesquisa foi publicado nas continuações da Academia Nacional das Ciências.

Geralmente, as medicamentações são prescritas com “um-tamanho-ajuste-toda” aproximação -- as drogas são projectadas e prescritas baseado em médias estatísticas de sua eficácia. Há directrizes para factores tais como o peso e a idade dos pacientes. Mas além do que estes diferenciadores básicos, nossa química do corpo muda constantemente -- segundo o que nós comemos e quanto nós exercitamos. E sobre estes factores dinâmicos, a composição genética de cada indivíduo é original e daqui as respostas às medicamentações podem variar. Isto influências como as drogas são absorvidas rapidamente, toma o efeito e obtem-no eliminado de um indivíduo.

De acordo com os pesquisadores, os esforços actuais para personalizar a dosagem da droga confiam pesadamente no sangue repetido desenham no hospital. As amostras são mandadas então para ser analisadas em laboratórios centrais. Estas soluções são incómodas, demoradas, invasoras e caras. São executados é por isso somente em um subconjunto pequeno dos pacientes e em raras ocasiões.

Nós quisemos criar uma tecnologia wearable que pudesse seguir o perfil da medicamentação dentro do corpo continuamente e não invasora. Esta maneira, nós podemos costurar a dosagem e o sincronismo óptimos da entrada para cada um individual. E usando esta aproximação da personalização, nós podemos melhorar a eficácia dos tratamentos terapêuticos.”

Sam Emaminejad, líder do estudo, professor adjunto de elétrico e engenharia informática no UCLA

Devido a seus tamanhos moleculars pequenos, muitos tipos diferentes das drogas terminam acima no suor, onde suas concentrações reflectem pròxima os níveis de circulação das drogas. É por isso os pesquisadores criaram um smartwatch, equipado com um sensor que analisasse as gotas minúsculas provadas do suor.

A experiência da equipe seguiu o efeito do acetaminophen, uma medicamentação de dor legal comum, em indivíduos durante o período de algumas horas. Primeiramente, os pesquisadores estimularam as glândulas de suor no pulso aplicando uma corrente elétrica pequena, a mesma técnica que o grupo de investigação de Emaminejad demonstrou em tecnologias wearable precedentes.

Isto permitiu que os pesquisadores detectassem mudanças na química do corpo, sem precisar sujeita para trabalhar acima de um suor exercitando. Como drogas que diferentes cada um tem sua própria assinatura electroquímica original, o sensor pode ser projectado procurar a um momento determinado o nível de uma medicamentação particular.

“Esta tecnologia é um jogo-cambiador e uma etapa significativa para a frente para realizar a medicina personalizada,” disse o co-autor Ronald W. Davis do estudo, um professor da bioquímica e da genética na Faculdade de Medicina de Stanford. “As soluções pharmacogenomic emergentes, que permitem que nós seleccionem drogas basearam na composição genética dos indivíduos, têm mostrado já para ser úteis em melhorar a eficácia dos tratamentos. Assim, em combinação com nossa solução wearable, que nos ajuda a aperfeiçoar as dosagens da droga para cada indivíduo, nós podemos agora verdadeiramente personalizar nossas aproximações à farmacoterapia.”

O que faz este estudo significativo é a capacidade para detectar exactamente o sinal eletroquímico original de uma droga, contra o contexto dos sinais de muitas outras moléculas que podem circular no corpo e em umas concentrações mais altas do que a droga, disse o autor principal Shuyu Lin do estudo, um estudante doutoral do UCLA e o membro do laboratório interconectado e integrado de Emaminejad da bioelectrónica (² BL de I). Emaminejad adicionou que a tecnologia poderia ser adaptada à aderência e ao abuso de drogas da medicamentação do monitor.

“Isto poderia ser particularmente importante para indivíduos com problemas de saúde mentais, onde os doutores os prescrevem prolongaram tratamentos da farmacoterapia,” disse. “Os pacientes poderiam tirar proveito de tais ferramentas fáceis de usar, não invasoras da monitoração, quando os doutores poderiam ver como a medicamentação está fazendo no paciente.”

Source:
Journal reference:

Lin, S., et al. (2020) Noninvasive wearable electroactive pharmaceutical monitoring for personalized therapeutics. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2009979117.