Milhões de pessoas que enfrentam insuficiência cardíaca poderiam beneficiar de novos avanços nas versões artificiais do órgão.
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O coração humano bate 100 mil vezes por dia, cada batida que circula sangue, oxigénio e nutrientes para todas as partes do corpo. A insuficiência cardíaca acontece quando o órgão do tamanho do punho é incapaz de desempenhar corretamente esta função vital.
A maioria das pessoas com esta condição é forçada a procurar apoio mecânico a longo prazo para a circulação sanguínea. Embora as bombas e corações artificiais estejam disponíveis há mais de 40 anos, as opções atualmente disponíveis são complicadas para os seus utilizadores.
Novo normal
Os dispositivos são frequentemente ruidosos e exigem que os pacientes transportem baterias pesadas e tenham fios que atravessam a sua pele para alimentar o dispositivo. Alguns até usam bombas fora do corpo para fazer circular o sangue.
Mas os investigadores têm esperança que uma nova geração de corações artificiais melhore ao estado das coisas.
A nossa visão é que se deve poder viver uma vida completamente normal com um coração artificial', disse Ina Laura Perkins, coordenadora do projeto ArtOfHeart financiado pela UE.
A insuficiência cardíaca afeta dramaticamente a qualidade de vida. Atividades normais tais como subir escadas, realizar tarefas domésticas ou mesmo vestir-se tornam-se difíceis. Também dificulta imenso a participação em atividades sociais e a manutenção de um emprego. Quando os pacientes atingem o ponto de insuficiência cardíaca grave, ficam frequentemente, acamados.
As doenças cardiovasculares matam 3,9 milhões de pessoas na Europa todos os anos, sendo responsáveis por 45% de todas as mortes. A Rede Europeia do Coração estima que mais de 10 milhões de pessoas na UE são suscetíveis de ser afetadas por insuficiência cardíaca.
Embora os transplantes possam oferecer uma solução, apenas alguns pacientes selecionados constam das listas de espera para uma tal operação, em resultado de uma grave escassez mundial de corações de dadores. Consequentemente, a perspetiva de uma alternativa artificial eficaz oferece uma esperança de vida para muitos.
Para além de serem difíceis de usar, os corações artificiais de hoje também podem danificar o sangue. "O que penso estar a impedir os corações artificiais de realizarem realmente todo o seu potencial são as complicações relacionadas com o sangue de que os doentes sofrem", disse Perkins.
A nossa visão é que se deve ser capaz de viver uma vida completamente normal com um coração artificial
Testes suecos
O ArtOfHeart, parcialmente financiado pelo Conselho Europeu de Inovação (EIC), está a investir 38 milhões de euros na realização de testes clínicos e pré-clínicos de um coração artificial desenvolvido pela empresa sueca Scandinavian Real Heart AB.
O problema com os dispositivos atuais, segundo Perkins, é que o fluxo mecânico que geram pode criar muita pressão sobre o sangue, danificando e deformando as células. Isto, por sua vez, pode levar à coagulação, tromboses e derrames. Por exemplo, alguns corações artificiais fazem circular o sangue usando um dispositivo semelhante a uma hélice em vez de uma bomba. Isto cria um fluxo contínuo de sangue em vez de um pulso e causa muita força nos bordos das lâminas.
O coração artificial a ser testado alega ser o primeiro concebido para imitar de perto a estrutura do coração humano. É composto por duas bombas que têm cada uma um átrio, um ventrículo e um par de válvulas mecânicas. A ideia é que quanto mais fluxo de sangue natural for produzido desta forma, mais complicações podem surgir com os dispositivos existentes.
Para obter a aprovação regulamentar, a Real Heart está a explorar a fiabilidade do seu dispositivo e o impacto no sangue numa série de testes laboratoriais. A empresa está também a realizar uma série de estudos com animais, recorrendo a ovelhas. A equipa pretende iniciar ensaios clínicos em cerca de 10 pacientes em 2024 e ter o coração artificial no mercado em 2026.
A primeira versão será ligada por um cabo através da pele a uma correia de bateria. A esperança, no entanto, é que no futuro esta ligação por cabo não seja necessária.
"O nosso dispositivo é muito eficiente em termos energéticos, pelo que abre a possibilidade de carregar sem fios através da pele", disse Perkins.
Com tal configuração, os pacientes usariam um colete ou uma faixa à volta do peito para fornecer a carga sem fios. Entretanto, a eficiência energética do dispositivo significa que as baterias que os pacientes têm de transportar devem ser relativamente pequenas e leves em comparação com outros corações artificiais.
Balões insufláveis
Outro projeto da UE está a desenvolver um coração artificial usando a robótica suave. Financiado pelo Programa Pathfinder do EIC, o HybridHeart procura criar músculos artificiais que imitam a contração dos músculos naturais do coração.
O coração artificial resultante pode ser pensado como um conjunto de balões complexos, segundo Bas Overvelde, um especialista em robótica suave da Universidade de Tecnologia de Eindhoven na Holanda e membro da equipa multidisciplinar HybridHeart.
O dispositivo tem uma câmara interna que contém o sangue. Quando os balões são insuflados, a câmara interna contrai-se e bombeia o sangue para o corpo.
"Em vez de termos um músculo cardíaco, como no nosso coração natural, temos estes atuadores suaves que causam a contração do coração", disse Overvelde.
"Ao bombear o sangue desta forma espalha a força e as tensões por toda a câmara, tal como num coração humano", explicou. Isto permite movimentos mais suaves e deve reduzir as tensões localizadas que podem danificar as células sanguíneas.
Mais liberdade
Embora o funcionamento básico do dispositivo possa parecer simples, fazer com que ele funcione é bastante complexo, de acordo com Overvelde.
Por exemplo, como resultado da sua estrutura, a rigidez dos tecidos de um coração altera-se em resposta a alterações da pressão arterial. Isto leva a um ajuste automático na força e ritmo de bombeamento do coração. A esperança é que a robótica suave possa fornecer ao dispositivo HybridHeart um mecanismo de feedback semelhante para regular o batimento.
Para poder proporcionar aos doentes mais liberdade e melhor qualidade de vida, Overvelde afirma que a eficiência energética é fundamental.
"Neste momento, o nosso objetivo é que o dispositivo seja carregado sem fios, e que a faixa possa ser retirada durante meia hora a uma hora, para os pacientes poderem tomar um duche", disse Overvelde. "É essencial que possa ser retirado durante algum tempo, para estar desligado temporariamente de qualquer bateria externa".
O projeto HybridHeart está a testar o coração artificial em caprinos e ovinos. A esperança é avançar para os ensaios clínicos em cerca de sete anos, um passo que exigirá financiamento adicional.
Embora o dispositivo provavelmente não seja melhor do que um transplante de coração natural, Overvelde diz que há um número demasiado limitado de corações disponíveis para todos os pacientes que precisam dessa operação.
Perkins faz eco desta opinião, sublinhando que os pacientes estão a morrer devido à falta de transplantes e de boas alternativas. Este é o vazio que os corações artificiais querem preencher.
A investigação neste artigo foi financiada pela UE. Se gostou deste artigo publicado na revista Horizon, por favor considere partilhá-lo nas redes sociais.