Respiração, não sangue: dispositivo mede a queima de gordura no ar exalado
Investigadores da ETH de Zurique desenvolveram um dispositivo de medição portátil que deteta o marcador metabólico acetona na respiração com uma precisão quase idêntica à de um espectrómetro de massa
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A acetona é um subproduto do metabolismo das gorduras que é exalado pelos pulmões. É produzida quando o corpo queima gordura em vez de hidratos de carbono, como o açúcar. Investigadores da ETH Zurique desenvolveram um dispositivo de teste de respiração capaz de detetar acetona no ar exalado com elevada precisão. O dispositivo assemelha-se muito aos alcoómetros utilizados pela polícia em controlos de trânsito e pode ser utilizado de forma fiável por pessoas sem conhecimentos especializados, em combinação com uma aplicação para smartphone. As pessoas podem, assim, monitorizar o seu metabolismo das gorduras sem apoio profissional nem análises ao sangue. Isto poderá, a longo prazo, permitir que as dietas, os tratamentos para distúrbios metabólicos como a diabetes e as terapias cetogénicas utilizadas, por exemplo, na epilepsia, sejam acompanhados mais de perto e adaptados a cada doente individualmente.
«No que diz respeito às dietas, não existe uma regra geral que funcione para toda a gente. Idealmente, as pessoas deveriam fazer o auto-monitorização para ver como o seu próprio metabolismo responde», explica Andreas Güntner, professor de Detecção Molecular no Departamento de Engenharia Mecânica e de Processos da ETH Zurique. «São também necessários métodos que possam ser realizados de forma independente e que produzam resultados fiáveis, à semelhança das medições da glicemia para diabéticos.» O grupo de investigação de Güntner desenvolveu o dispositivo de medição em colaboração com a Alivion, uma spin-off da ETH, e testou a sua fiabilidade em conjunto com o Hospital Universitário de Zurique.
Medições precisas fora do laboratório
Num estudo de validação que envolveu 12 adultos, os investigadores compararam 312 leituras de ar expirado registadas com o novo dispositivo de medição com os resultados de análises ao sangue e com medições realizadas por um espectrómetro de massa de alta precisão — o padrão-ouro analítico. As medições foram realizadas em diferentes cenários metabólicos: com atividade física leve e intensa e com várias dietas. Isto revelou que os resultados do dispositivo portátil eram praticamente idênticos aos do laboratório. Além disso, o novo dispositivo de medição apresentou resultados fiáveis ao longo de vários meses.
Essencialmente, o dispositivo portátil recentemente testado baseia-se numa tecnologia de sensores que tem vindo a ser desenvolvida na ETH Zurique há mais de 10 anos e que foi apresentada pela primeira vez em 2017. Já na altura, Güntner e os seus coautores conseguiram demonstrar que os sensores de gás que tinham desenvolvido eram tão sensíveis que conseguiam detetar uma única molécula de acetona entre cem milhões de outras moléculas.
Leituras reprodutíveis graças ao filtro e à aplicação
Segundo os investigadores, as leituras dos alcoómetros de acetona atualmente disponíveis têm uma reprodutibilidade limitada e só conseguem detetar alterações metabólicas pronunciadas. Estes dispositivos não respondem apenas à acetona, mas também a outros componentes do ar exalado, por exemplo, se os participantes no teste tiverem comido ou bebido algo anteriormente.
Por isso, os investigadores desenvolveram um filtro que bloqueia as moléculas interferentes e uma aplicação para smartphone que orienta os participantes em tempo real enquanto expiram. «O dispositivo mede o volume de ar exalado e só recolhe uma amostra proveniente das profundezas dos pulmões após um determinado período de tempo», afirma a autora principal, Simone Hersberger, acrescentando: «caso contrário, cada leitura seria ligeiramente diferente.» Para que isto funcione, os dispositivos são inicialmente calibrados e ajustados ao volume pulmonar do doente.
Da investigação básica ao produto
O estudo de validação bem-sucedido constitui um marco importante para os investigadores. «Conseguimos demonstrar que o nosso dispositivo consegue detetar diferenças ligeiras no metabolismo das gorduras de forma precisa e fiável», afirma Hersberger, doutoranda da ETH. Pretende-se agora, através de novos estudos, demonstrar se o novo dispositivo de medição pode realmente ser utilizado para personalizar terapias para distúrbios metabólicos. Em parceria com o Hospital Pediátrico Universitário de Zurique, os investigadores estão atualmente a analisar se o dispositivo portátil pode ajudar crianças com epilepsia a monitorizar melhor a sua dieta cetogénica. Outros campos de aplicação são a monitorização e otimização de dietas médicas ou das chamadas terapias com GLP-1, que envolvem injeções para perda de peso. Também estão a ser consideradas aplicações no desporto amador.
A Alivion AG, uma spin-off da ETH, lançou o dispositivo sob o nome «Nutrion». Este está atualmente a ser utilizado em estudos de investigação internacionais e em instalações médicas. Para expandir ainda mais a sua escala e abrir novos campos de aplicação, a Alivion procura parceiros industriais adicionais e investidores estratégicos. «Este exemplo mostra como os resultados da investigação básica podem ser postos em prática e, em última análise, ajudar a sociedade», afirma o professor da ETH Andreas Güntner.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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