Contra doenças, cientistas descobrem como fazer nanorrobôs se comunicarem dentro do corpo

Pesquisadores desenvolveram uma solução para o maior desafio até agora da tecnologia

No futuro, nanorrobôs poderão fazer parte da rotina da prática médica. É o que esperam pesquisadores do Laboratório de Sistemas de Sensores e Redes da Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL), na Suíça. Os implantes biomédicos já são realidade em alguns casos, mas eles explicam que o desafio para uma utilidade mais ampla é a comunicação de informações entre eles

Agora, em colaboração com cientistas americanos, os pesquisadores desenvolveram uma solução inédita para contornar esse problema: um sistema que permite que eles se comuniquem pela liberação de moléculas na corrente sanguínea do paciente, assim como o próprio organismo faz com os hormônios.

O trabalho foi apresentado na ACM SIGCOMM 2023, uma importante conferência anual sobre Comunicação de Dados. Em comunicado, os cientistas explicam que um dos principais objetivos dos nanorrobôs é que eles possam “nadar” pela corrente sanguínea para levar medicamentos direcionados a um alvo específico no organismo.

“No geral, este é um campo de pesquisa muito, muito interessante. Com os avanços na bioengenharia, biologia sintética e nanotecnologia, a ideia é que os nanobiossensores revolucionarão a medicina porque podem chegar a lugares e fazer coisas que os dispositivos atuais ou implantes maiores não conseguem”, diz o professor Haitham Al Hassanieh, chefe do Laboratório de Sistemas de Sensores e Redes da Escola de Ciências da Computação e Comunicação da EPFL, em comunicado.

O campo, chamado de Internet de Bio-Nano Coisas (IoBNT), não se restringe ao tratamento de doenças – engloba ainda biossensores que coletam e processam dados dentro do corpo humano, Labs-on-a-Chip (espécies de mini laboratório) em nanoescala que executam testes médicos dentro do organismo e o uso de bactérias para a criação de nanomáquinas biológicas que podem detectar patógenos circulando no paciente.

Porém, embora seja um campo avançado, o desafio que permanece é como os nanorrobôs se comunicam dentro do corpo. Segundo os cientistas suíços, técnicas tradicionais de transmissão sem fio, que funcionam para o manejo de marca-passos, por exemplo, não são eficientes devido às dimensões micro dos novos robôs.

É aí que entra algo chamado comunicação biomolecular, que não utiliza ondas eletromagnéticas, mas sim moléculas biológicas para transportar a informação entre os nanorrobôs – imitando os mecanismos que o próprio corpo utiliza para se comunicar.

“A comunicação biomolecular emergiu como o paradigma mais adequado para conectar nano-implantes em rede. É uma ideia incrível. Podemos enviar dados codificando-os em moléculas que depois passam pela corrente sanguínea. E podemos nos comunicar com eles, orientando-os sobre onde ir e quando liberar os seus tratamentos, assim como os hormônios fazem”, diz Al Hassanieh.

O protocolo, chamado MoMA (de Acesso Múltiplo Molecular), foi avaliado em um experimento sintético, que simulava vasos sanguíneos, e apresentou bons resultados. Os cientistas reconhecem que ainda é preciso avançar para testes in vivo, com animais e humanos, mas celebram que o estudo é um primeiro passo promissor.

“Estou muito entusiasmado com esta área porque é uma nova forma de comunicação. Somos um grupo de sistemas, gostamos de construir coisas e fazê-las funcionar. Demorou algum tempo para desenvolver a experiência que temos em comunicação biomolecular, mas agora estamos na fase em que estamos encontrando colaboradores e podemos fazer as coisas andarem. As pessoas pensam que isto é ficção científica, mas está evoluindo rapidamente para fatos científicos”, conclui Al Hassanieh.