Aparelho experimental português deteta doenças neurodegenerativas mais no início

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O corredor de chão vermelho separa duas salas e duas realidades. Numa, há um aparelho sofisticado a trabalhar, com aspeto futurista, no meio de um espaço vazio. Dentro do aparelho, um ratinho adormecido é analisado para se obter imagens do seu interior. Este é o presente. Na outra sala está o futuro. E o futuro, no seu início, parece-se mais com um laboratório de garagem: atravancado, com fios a verem-se, com um aparelho sem o revestimento bonito criado pelo design, mas muito mais perto da ideia original.

Estamos em Coimbra, num dos pisos do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS), a olhar para um tomógrafo construído de raiz, especializado em produzir imagens médicas para oncologia, cardiologia e neurologia, mas que também faz investigação. Um tomógrafo é um termo genérico para um aparelho que produz imagens tridimensionais do interior de corpos, a partir da soma de imagens de “fatias” desses cortes. Há vários tipos de tomógrafo. O protótipo à nossa frente utiliza moléculas com átomos radioativos que podem sinalizar objetos específicos importantes para a medicina como tumores, a beta-amiloide — uma proteína que se associa à doença de Alzheimer —, entre outros.

Miguel Castelo-Branco, diretor do ICNAS, e nosso cicerone por uma tarde, explica-nos a importância deste aparelho de tomografia por emissão de positrões (conhecido pela sigla inglesa PET). “É novo porque tem uma resolução superior às tecnologias que estão no mercado”, diz ao PÚBLICO. “Tem uma resolução de cerca de 0,4 milímetros. No mercado andamos à volta de um milímetro.”

A resolução de um aparelho representa a sua capacidade em distinguir dois pontos. Um tomógrafo capaz de criar imagens com um milímetro de resolução consegue distinguir pormenores maiores do que um milímetro, um tumor mais pequeno do que um milímetro escapa às máquinas comuns. “Se não tivermos uma tecnologia com resolução superior, não identificamos a doença”, explica o investigador. “Este aparelho permite identificar o início das doenças”, refere, explicando que esta capacidade é especialmente importante para a deteção das doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer ou a doença de Parkinson.

Estas duas doenças têm origem em alterações no cérebro, um órgão que conta com estruturas muito pequenas. Para distinguir estas estruturas é necessário um tomógrafo com detetores de imagens mais poderosos como o que foi criado nesta sala, o que só foi possível graças a uma parceria com o físico Paulo Fonte, professor na Universidade de Coimbra e investigador no Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas de Coimbra (LIP).

Para já, este tomógrafo ainda só pode ser usado em roedores, para investigação. Não tem a dimensão nem está preparado para o uso em humanos. Mas é uma demonstração da capacidade inovadora do ICNAS. “Temos psicólogos, engenheiros, médicos, farmacêuticos, físicos”, diz Miguel Castelo-Branco. “Reunimos as disciplinas todas e fazemos investigação translacional.” Ou seja, utilizam as descobertas feitas na investigação básica para resolver problemas de medicina, neste caso inventando um novo tomógrafo.

O aparelho resulta do trabalho dos físicos do LIP que investigavam na área dos detetores há mais de uma década, mas também do saber da matemática e do conhecimento aplicado da medicina. Para construir o tomógrafo, foi necessário “a tecnologia dos detetores, algoritmos de reconstrução de imagem e algoritmos de processamento de imagem”, enumera o diretor. Um exemplo é um algoritmo criado pela equipa, usado quando o tomógrafo produz imagens de ratinhos para a investigação da doença de Parkinson, onde os neurónios que produzem a dopamina, uma substância importante para o cérebro, vão morrendo: “Temos um matemático que quantificou a dopamina que está a ser sintetizada.”

O próximo passo para este projeto é redimensionar o protótipo para humanos só para imagens de cérebro. Segundo Miguel Castelo-Branco, o ICNAS e o LIP candidataram-se neste Outono a financiamento europeu pelo programa da Comissão Europeia Future & Emerging Technologies (qualquer coisa como Tecnologias Emergentes e de Fronteira), dedicado a projetos novos na área da ciência e tecnologia com um impacto potencial na sociedade. “O desafio é só uma questão de escala”, diz Miguel Castelo-Branco, adiantando que todos os problemas técnicos já ficaram resolvidos quando se construiu a versão para animais.

Se ganharem o financiamento, estarão mais próximos de ter um aparelho que pode ir para o mercado. Um tomógrafo deste tipo custa a um hospital entre 600 mil e um milhão de euros, diz o investigador. “Quem transferir esta tecnologia para o mercado vai ganhar dinheiro”, explica. Isso é uma hipótese para a Universidade de Coimbra, que graças ao ICNAS já poupou a Portugal centenas de milhares de euros nos quatro radio-fármacos que lançou para o mercado desde 2012.

O coração do edifício

A história dos radio-fármacos produzidos pelo instituto tem sido falada desde então, mas continua a evoluir. E tem como personagem principal o ciclotrão, a máquina incontornável e que é o “coração do edifício”, segundo Francisco Alves, o físico responsável por este equipamento. O ciclotrão — um aparelho arredondado e volumoso — acelera protões que são usados para produzir átomos radioativos como o flúor 18.

Esta é a primeira fase da produção dos radio-fármacos. A segunda fase é ligar átomos radioativos a moléculas. O flúor 18 é quimicamente ligado à fluorodesoxiglucose, resultando no fluorodesoxiglucose-18F, uma das quatro moléculas comercializadas. Este radio-fármaco é muito usado nos exames de PET para detetar massas tumorais no corpo das pessoas.

A fluorodesoxiglucose liga-se a células que consomem muito açúcar, uma característica das células tumorais que têm um metabolismo acelerado. E o flúor 18 brilha nos exames PET (mais precisamente, os átomos radioativos emitem positrões, antieletrões que são detetados pelos tomógrafos). Por isso, se um exame revela uma massa brilhante anómala em algum órgão, isso será indicativo de um tumor.

Todos os dias, cerca de 50 pessoas fazem este exame. Durante a noite, o ciclotrão produz flúor 18. Depois, um robô faz de técnico laboratorial e une o átomo à fluorodesoxiglucose, numa câmara com ar completamente puro. Às 6h da manhã, o material está pronto para ir para vários hospitais do país (há uma empresa multinacional que tem um ciclotrão no Porto e também produz a molécula para o mercado português). Às 8h chega a Lisboa e pode ser administrado. Como qualquer material radioativo, a radiação perde-se. No caso do flúor 18, a cada duas horas metade dos átomos perdem a radiação.

Por isso, para o exame ser eficaz, um paciente em Lisboa tem de receber o dobro da dose às 8h do que um em Coimbra, se fizer o exame às 6h. É matemática simples, mas a matemática paga-se. Antes de 2012, Portugal importava esta substância de Espanha, o que fazia com que o material viesse de muito mais longe. Por ano, o país gastava cinco milhões de euros. “Há uma poupança muito significativa por haver um produto nacional”, diz Antero Abrunhosa, responsável pela parte da química na produção dos radio-fármacos, e que estima que os hospitais paguem hoje menos de metade por aquela substância do que antes de 2012.

Além dos quatro radio-fármacos comercializados, o ICNAS produz outros 14 radio-fármacos para consumo interno nos exames médicos e em investigação. “O ciclotrão trabalha oito horas por dia. Esta noite trabalhou seis horas e durante o dia quatro vezes meia hora”, diz Francisco Alves, na visita ao aparelho, instalado numa sala que mais parece uma caixa-forte. Quando a porta, de dois metros de grossura, é fechada, o aparelho fica rodeado por dois metros de betão. “O processo para fazer substâncias radioativas liberta neutrões, são muito penetrantes e tão perigosos como o nosso feixe”, avisa.

Ao mesmo tempo que controla a máquina, Francisco Alves também se dedica à investigação da produção de átomos radioativos. Foi assim que a equipa obteve a última patente, em Outubro, depois de desenvolver uma forma dez vezes mais barata de produzir gálio 68. Este elemento radiativo liga-se a uma molécula chamada “dotanoc”, usada para detetar tumores neuro-endócrinos.

Este é o presente. Mas a partir de 2016 o ICNAS vai começar a poder exportar para Espanha outro rádio- -fármaco, invertendo o cenário comercial de há uns anos. Além disso, o laboratório está a desenvolver os primeiros dois radio-fármacos que podem ser aplicados primeiro na deteção de tumores e depois usados na sua terapia.

É o caso do antigénio membranar específico da próstata (PSMA, sigla em inglês). Unida ao gálio 68, esta molécula servirá para detetar tumores na próstata com o PET, tal como acontece com o fluorodesoxiglucose-18F. Os investigadores estão à espera do Infarmed para aprovar o radio-fármaco. Mas se o PSMA for ligado ao elemento lutécio, que emite eletrões, ajudará a destruir as células cancerosas. “A molécula leva a radioatividade até ao tumor”, diz Antero Abrunhosa, explicando que não destrói os tecidos saudáveis ao redor do tumor, como faz a radioterapia que usa feixes de radiação. Ficamos à espera do futuro.