Diabetes e obesidade: dispositivo eletrônico controla glicose e reduz peso em testes com animais
Diabetes e obesidade: dispositivo eletrônico controla glicose e reduz peso em testes com animais Adobe Stock Um pequeno dispositivo eletrônico implantado sob a pele conseguiu normalizar os níveis de açúcar no sangue e reduzir em até 10% o peso corporal de camundongos com diabetes tipo 2 e obesidade, sem a administração de medicamentos. A tecnologia utiliza eletricidade para transformar parte da glicose circulante em uma substância eliminada principalmente pelos rins, além de estimular o organismo a utilizar a gordura armazenada como fonte de energia. Os resultados fazem parte de um estudo publicado nesta quinta-feira (22) na revista científica Science. O equipamento, chamado ECHO, funciona sem fios e pode ser conectado a um monitor contínuo de glicose, permitindo que sua atividade seja ajustada automaticamente conforme os níveis de açúcar no organismo. Nos experimentos, o dispositivo conseguiu restabelecer os níveis normais de glicose em aproximadamente 60 a 90 minutos após a ativação. Com aplicações repetidas, os pesquisadores mantiveram o controle glicêmico durante pelo menos seis semanas, sem identificar episódios de hipoglicemia, quando o açúcar no sangue cai excessivamente. Além do controle da glicose e da perda de peso, os animais apresentaram redução dos níveis de triglicerídeos e alterações metabólicas que indicam maior utilização de gordura como fonte de energia. Siga o canal do g1 Bem-Estar no WhatsApp Agora no g1 Apesar dos resultados promissores, a tecnologia ainda está em fase experimental e não foi testada em seres humanos. Especialistas alertam que os efeitos da remoção contínua de glicose do organismo, especialmente sobre os rins e o metabolismo, precisam ser investigados antes que o dispositivo possa ser considerado uma alternativa de tratamento. Para o endocrinologista Renato Reis, membro da Sociedade Brasileira de Endocrinologia e Metabologia (SBEM) e preceptor da residência médica em Endocrinologia e Metabologia do Hospital Santa Marcelina, em São Paulo, o estudo apresenta uma estratégia diferente das terapias utilizadas atualmente. Ele destaca que a possibilidade de controlar os níveis de glicose e promover a perda de peso sem a necessidade de medicamentos representa uma “proposta altamente inovadora na endocrinologia". Segundo o especialista, o principal diferencial é a capacidade de interferir diretamente na disponibilidade de glicose, sem depender da estimulação de mecanismos hormonais relacionados à insulina ou ao apetite. Como funciona o dispositivo? O ECHO é um implante eletrônico desenvolvido para controlar diretamente a quantidade de glicose presente no organismo. Diferentemente dos tratamentos que dependem da ação de medicamentos ou hormônios, a tecnologia utiliza um processo chamado eletrocatálise, no qual a eletricidade promove uma reação química capaz de transformar a glicose em outra substância. O dispositivo contém pequenas estruturas de ouro revestidas com platina, incorporadas a uma matriz porosa de grafite. Quando recebe energia elétrica, esse material promove uma reação que converte a glicose em gluconato. Segundo os pesquisadores, aproximadamente 90% do gluconato produzido é eliminado pelos rins, enquanto uma parcela menor participa de outros processos metabólicos. Na prática, o sistema permite retirar parte do excesso de açúcar circulante no sangue e reduzir a quantidade de energia disponível para o organismo. O equipamento experimental mede 26 milímetros de comprimento, 14 milímetros de largura e 5 milímetros de altura. Seus componentes eletrônicos ficam protegidos por um invólucro que permite a implantação sob a pele. A alimentação elétrica ocorre sem fios, por meio de um sistema externo de transmissão de energia. Nos testes, os pesquisadores utilizaram uma tensão de 0,75 volt e uma corrente de 10 miliamperes, suficientes para promover a conversão da glicose. Uma das características mais importantes da tecnologia é a possibilidade de controlar eletricamente a intensidade e a duração dessa reação, permitindo que o dispositivo seja acionado apenas quando necessário. Tecnologia pode funcionar automaticamente com auxílio de um smartphone Além de converter glicose em gluconato, o ECHO foi desenvolvido para funcionar em um sistema de controle automático, conhecido como circuito fechado. Nesse modelo, o dispositivo é conectado a um monitor contínuo de glicose, que acompanha os níveis de açúcar no organismo e transmite as informações para um sistema eletrônico de controle. Quando a glicose ultrapassa um limite previamente estabelecido, o sistema aciona a transmissão de energia para o implante, iniciando a reação química. À medida que a concentração de açúcar diminui e retorna à faixa desejada, a estimulação é interrompida. O funcionamento ocorre em três etapas: 1. Monitoramento: um sensor acompanha continuamente os níveis de glicose no organismo. 2. Ativação: quando o açúcar ultrapassa o limite programado, o sistema transmite energia ao implante, que começa a transformar glicose em gluconato. 3. Desligamento: quando a concentração retorna à faixa desejada, a estimulação é interrompida. Nos experimentos, os pesquisadores observaram que ciclos de estimulação de apenas cinco minutos eram suficientes para manter a glicose estável e evitar quedas excessivas nos níveis de açúcar. Durante os 12 dias de funcionamento do monitor contínuo utilizado na pesquisa, o sistema integrado conseguiu manter o controle automático da glicemia nos camundongos. Os resultados indicam que o mecanismo pode ajustar sua atividade de acordo com a necessidade metabólica, uma característica considerada importante para o desenvolvimento de tratamentos individualizados. Por que o dispositivo também provocou perda de peso? A redução do peso corporal foi outro resultado que chamou a atenção dos pesquisadores. Ao longo de seis semanas de tratamento, os camundongos perderam até 10% do peso, acompanhados por alterações em indicadores relacionados ao metabolismo das gorduras. A explicação está no próprio mecanismo utilizado pelo dispositivo. A glicose é uma das principais fontes de energia do organismo. Quando parte dela é transformada em gluconato e eliminada, há uma redução na quantidade de energia disponível para o metabolismo. Essa diminuição pode estimular o organismo a recorrer a outras reservas energéticas, especialmente à gordura armazenada. Nos animais tratados, os pesquisadores identificaram três alterações importantes: Redução dos triglicerídeos: diminuição da concentração dessas gorduras no sangue. Aumento dos ácidos graxos livres: indicador associado à mobilização da gordura armazenada. Elevação dos corpos cetônicos: substâncias produzidas durante a utilização de gordura como fonte de energia. Esses resultados sugerem que o dispositivo não apenas diminuiu a glicemia, mas também modificou a maneira como o organismo utilizava suas reservas energéticas. Os pesquisadores observaram ainda uma redução das concentrações de insulina nos animais tratados, resultado compatível com a melhora do controle glicêmico e que pode indicar maior sensibilidade ao hormônio. Para Reis, uma perda de peso dessa magnitude pode ser clinicamente relevante em situações de diabetes tipo 2 e obesidade. Mas ele ressalta que ainda não é possível determinar se os efeitos observados nos camundongos seriam reproduzidos em pessoas, pois existem diferenças importantes entre o metabolismo humano e o dos animais utilizados na pesquisa. Além disso, o período de acompanhamento foi relativamente curto. Entre as questões que permanecem sem resposta estão a manutenção do peso ao longo do tempo, a preservação da massa muscular e a possibilidade de o organismo desenvolver mecanismos compensatórios, como o aumento do apetite. Quais são os possíveis riscos da tecnologia? Embora os pesquisadores não tenham identificado efeitos adversos significativos durante os experimentos, especialistas alertam que a segurança do dispositivo ainda precisa ser investigada. Ao longo das seis semanas de tratamento, os animais não apresentaram episódios detectáveis de hipoglicemia nem alterações fisiológicas, inflamatórias ou comportamentais associadas ao funcionamento do equipamento. As análises também não detectaram a presença de ouro ou platina no sangue ou nos tecidos dos órgãos examinados, o que sugere que os materiais utilizados no implante permaneceram estáveis nas condições testadas. Os pesquisadores observaram ainda que o pH sanguíneo permaneceu estável, sem evidências de acidose associada ao processo de eliminação da glicose. Além disso, os dispositivos mantiveram sua atividade eletroquímica após três meses de implantação sob a pele dos animais. Esses resultados, porém, não garantem que a tecnologia seja segura para utilização prolongada em seres humanos. Uma das principais preocupações envolve a possibilidade de a remoção contínua de glicose provocar quedas excessivas nos níveis de açúcar no sangue. Reis destaca que a glicose é uma fonte essencial de energia para o organismo, especialmente para órgãos como o cérebro. Por isso, a retirada dessa substância precisa ser rigorosamente controlada. "Embora uma diminuição ponderal dessa magnitude seja clinicamente relevante por trazer benefícios metabólicos significativos em cenários de diabetes tipo 2 e obesidade, o mecanismo envolvido exige extrema cautela", afirma. Outra preocupação envolve os rins, responsáveis pela eliminação do gluconato produzido pela reação química. O endocrinologista ressalta que ainda não se sabe quais seriam os efeitos da excreção contínua dessa substância sobre a função renal, especialmente em pessoas com diabetes que já apresentam comprometimento dos rins. Também permanecem dúvidas sobre possíveis alterações no equilíbrio de eletrólitos, na composição dos fluidos corporais e na compatibilidade do implante com os tecidos humanos. Especialistas independentes que analisaram o estudo para o Science Media Centre (SMC) Espanha também apontaram questões relacionadas aos possíveis subprodutos da reação eletroquímica. A farmacologista Josefa García Barrado, professora da Universidade de Salamanca, destacou que fatores como o pH, o tempo de exposição e a localização do implante podem influenciar as substâncias produzidas pela eletrocatálise. Ainda é necessário investigar se, além do gluconato, a reação poderia gerar outros compostos com efeitos indesejados. O dispositivo pode substituir os medicamentos para diabetes e obesidade? Por enquanto, não. Apesar de apresentar uma estratégia inovadora, o ECHO ainda não demonstrou ser capaz de substituir ou superar os tratamentos medicamentosos disponíveis. O diabetes tipo 2 e a obesidade são condições metabólicas complexas, que envolvem alterações hormonais, inflamatórias e energéticas. A associação entre essas doenças é frequentemente chamada pelos pesquisadores de "diabesidade". Atualmente, o tratamento pode envolver medicamentos utilizados continuamente para controlar a glicemia e reduzir o peso corporal. Entre as terapias citadas pelos autores do estudo estão a insulina e medicamentos como a semaglutida e a tirzepatida, que atuam sobre mecanismos hormonais envolvidos no metabolismo. O ECHO apresenta uma proposta diferente: em vez de estimular a produção ou a ação de hormônios, atua diretamente sobre a glicose circulante, transformando parte dela em uma substância que pode ser eliminada pelo organismo. Outra diferença é a possibilidade de ajustar ou interromper rapidamente a atividade do equipamento por meio do controle elétrico. No entanto, o estudo não demonstra que essa estratégia ofereça benefícios superiores aos dos tratamentos existentes. Para Reis, é prematuro considerar o dispositivo um substituto de terapias consolidadas, como a insulina e os medicamentos à base de semaglutida e tirzepatida. O especialista ressalta que esses tratamentos apresentam efeitos mais abrangentes sobre a saciedade e o controle hormonal, enquanto a nova tecnologia atua principalmente sobre a disponibilidade de glicose. A possibilidade mais plausível, segundo ele, é que o dispositivo venha a funcionar como uma ferramenta complementar no futuro. O que falta para a tecnologia ser testada em humanos? Embora os resultados tenham demonstrado a capacidade do ECHO de controlar a glicose e reduzir o peso corporal em camundongos, ainda existem etapas importantes antes de uma possível aplicação clínica. Os pesquisadores também realizaram testes laboratoriais para investigar se o mecanismo poderia funcionar em volumes maiores de líquido. Em um sistema experimental de circulação com volume de cinco litros, a plataforma demonstrou capacidade de converter glicose por meio da eletrocatálise. A utilização de eletrodos maiores aumentou a capacidade de conversão, indicando que o princípio eletroquímico pode ser ampliado para volumes relevantes para o organismo humano. Mas esse resultado não equivale à demonstração de eficácia ou segurança em pessoas. Entre as questões que ainda precisam ser investigadas estão a estabilidade do dispositivo durante períodos prolongados, os efeitos da eliminação contínua de gluconato e a capacidade de ajustar a retirada de glicose às necessidades individuais. Reis também destaca a necessidade de compreender melhor os efeitos metabólicos da tecnologia e de realizar novas pesquisas em modelos animais antes de avançar para ensaios clínicos. O endocrinologista considera fundamental demonstrar que o mecanismo consegue manter o controle da glicose sem comprometer a função renal ou provocar alterações metabólicas prejudiciais. Além disso, será necessário esclarecer se a perda de peso observada nos experimentos pode ser mantida e se ocorre principalmente pela redução da gordura corporal, sem prejuízo da massa muscular. Por enquanto, o ECHO representa uma prova de conceito, etapa inicial de pesquisa que demonstra a possibilidade de uma tecnologia funcionar nas condições experimentais propostas. O principal avanço apresentado pelo estudo é mostrar que a remoção controlada de glicose por meio da eletricidade pode influenciar simultaneamente o açúcar no sangue e a utilização de gordura pelo organismo. Ainda não se sabe se esses resultados poderão ser reproduzidos em seres humanos, nem quais seriam os benefícios e riscos de uma eventual utilização prolongada. Para Reis, embora a descoberta abra novas possibilidades para o tratamento de doenças metabólicas, os pacientes devem continuar seguindo os tratamentos prescritos, cuja eficácia e segurança já foram avaliadas em estudos clínicos.