Visando o diagnóstico pré-clínico de câncer e demência a partir de poucas gotas de sangue.
Tecnologia premiada com o Nobel revoluciona os esforços de detecção precoce.
O Japão, onde aproximadamente um terço da população tem 65 anos ou mais, apresenta um dos maiores índices de envelhecimento populacional do mundo. Atualmente, um décimo da população mundial tem 65 anos ou mais, e espera-se que essa porcentagem dobre em 40 anos. Embora a expectativa de vida média esteja aumentando, a diferença entre a expectativa de vida média e a expectativa de vida saudável está se tornando um grande desafio social. Para que as pessoas permaneçam saudáveis e independentes ao longo da vida, é fundamental que mesmo os menores indícios de doenças não passem despercebidos, mas sim sejam detectados e tratados em um estágio pré-clínico. O objetivo da Shimadzu é detectar sintomas de doenças em estágio pré-clínico com apenas algumas gotas de sangue. Para alcançar esse objetivo, a empresa investe ativamente em pesquisa e desenvolvimento de tecnologia e dispositivos. Se os exames médicos forem mais bem tolerados pelos pacientes, mais pessoas estarão dispostas a se submeter a eles, o que levará à detecção precoce de doenças.
A tecnologia de análise de proteínas da Shimadzu revolucionou a detecção precoce de doenças. As proteínas não são apenas elementos estruturais importantes na biologia, mas também essenciais para hormônios, enzimas metabólicas, substâncias imunológicas e para o funcionamento normal do organismo. Sabe-se também que alterações nas estruturas proteicas podem causar anormalidades, levando a uma ampla gama de doenças. Assim, a análise de proteínas no corpo facilita o diagnóstico de doenças. No entanto, a análise não destrutiva de macromoléculas provou ser extremamente difícil e, por muito tempo, isso representou um obstáculo ao progresso. Esse obstáculo foi superado quando, na década de 1970, a equipe de pesquisa da Shimadzu começou a trabalhar com a tecnologia de espectrometria de massa (MS), desenvolvendo o método de dessorção/ionização a laser suave para medir a massa de proteínas de forma não destrutiva. Essa conquista foi aclamada mundialmente, e Koichi Tanaka, membro da equipe de pesquisa, recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2002. Desde então, muitos pesquisadores têm colaborado para expandir essa pesquisa, aplicando-a ao diagnóstico de inúmeras doenças e ao desenvolvimento de muitos produtos farmacêuticos. Também se mostrou útil na descoberta de biomarcadores (indicadores de doença e eficácia do tratamento) que facilitam o diagnóstico precoce do câncer.
Desenvolvimento de um método analítico para medir a probabilidade da doença de Alzheimer.
Assim como na pesquisa com espectrômetros de massa, Shimadzu investiu muitos anos de esforço no desenvolvimento de um sistema PET capaz de gerar imagens das funções celulares. Na primeira década do século XXI, o uso de sistemas PET de corpo inteiro para o diagnóstico de câncer tornou-se comum. Em 2014, Shimadzu desenvolveu um sistema PET especializado com recursos avançados para contribuir com a detecção precoce do câncer de mama. Além disso, em 2020, Shimadzu desenvolveu um novo sistema PET capaz de realizar também exames da cabeça, para a detecção precoce da demência.
Na verdade, embora os sistemas PET sejam amplamente utilizados para rastreio de câncer, Shimadzu os desenvolveu inicialmente para imagens da cabeça. A empresa colaborou com instituições de pesquisa para desenvolver dispositivos para o diagnóstico de distúrbios cerebrovasculares, incluindo demência. No entanto, com a aprovação e o uso generalizado de medicamentos para rastreio de câncer, os sistemas PET passaram a ser amplamente utilizados para esse fim.
Sistema PET
A doença de Alzheimer é a forma mais comum de demência. Acúmulos anormais da proteína beta-amiloide são observados em pacientes com Alzheimer, e acredita-se que estejam intimamente associados ao desenvolvimento da doença. O sistema PET é a maneira mais precisa de avaliar o grau de acúmulo de beta-amiloide no cérebro. Por esse motivo, o uso de sistemas PET para o diagnóstico da doença de Alzheimer foi considerado desde os primórdios da doença.
No entanto, esse exame não era amplamente oferecido por instituições médicas. Os exames de imagem eram demorados e caros. Por isso, pesquisadores do mundo todo se envolveram em uma intensa competição para desenvolver um método de teste simples — tão simples quanto, por exemplo, um exame de sangue — para estimar o acúmulo de beta-amiloide.
Então, Shimadzu provocou mais uma revolução. O Programa FIRST (Programa de Financiamento para Pesquisa e Desenvolvimento Inovadores de Vanguarda em Ciência e Tecnologia) do Gabinete do Governo visa promover pesquisas de classe mundial em uma ampla gama de áreas, desde pesquisa básica até o desenvolvimento de produtos. Durante sua participação neste programa, Shimadzu desenvolveu um método inovador para detectar beta-amiloide a partir de apenas algumas gotas de sangue usando espectrometria de massa, um feito anteriormente considerado impossível. Além disso, Shimadzu aplicou esse método em pesquisas conjuntas no Japão e no exterior, e determinou que o beta-amiloide detectado no sangue era um biomarcador válido para estimar a quantidade acumulada no cérebro. Artigos de pesquisa focados nessa tecnologia analítica foram publicados em 2014 nos Anais da Academia Japonesa de Ciências, Série B, uma prestigiosa revista acadêmica internacional, bem como na revista Nature em 2018, e tiveram um efeito catalisador em pesquisadores de demência em todo o mundo. Até então, as pesquisas relacionadas à detecção do acúmulo de beta-amiloide por meio de exames de sangue haviam apresentado poucos avanços, mas a conquista da Shimadzu abriu caminho para muitas outras descobertas úteis.
Detecção de beta-amiloide por espectrometria de massa
O tratamento da doença de Alzheimer com novos agentes terapêuticos tem progredido em paralelo com a pesquisa sobre demência. Após a aprovação governamental nos EUA, alguns desses agentes estão finalmente sendo aprovados no Japão. Estudos clínicos de medicamentos exigem participantes com evidências de beta-amiloide, e a verificação dessa condição requer o uso de equipamentos de PET ou, caso a PET não seja uma opção, amostras de líquido cefalorraquidiano. Os equipamentos de PET são, portanto, indispensáveis no desenvolvimento de agentes terapêuticos. As diretrizes para o tratamento da demência estão em transição, e as contribuições que se podem esperar do uso da espectrometria de massa para avaliar clinicamente o nível de beta-amiloide em poucas gotas de sangue estão apenas começando. A detecção na fase pré-clínica não só possibilitará retardar a deterioração da função cognitiva pela administração de agentes terapêuticos, como também a mensuração de sua eficácia promoverá o desenvolvimento de agentes ainda mais eficazes, e os equipamentos Shimadzu devem desempenhar um papel fundamental nesses testes de eficácia.
Atualmente, não existe tratamento capaz de restaurar a função de neurônios disfuncionais no cérebro. O funcionamento cognitivo normal é crucial para preservar a dignidade do indivíduo. Uma vez perdida, essa dignidade exige enormes quantidades de trabalho e recursos financeiros para o cuidado dessas pessoas, e o prejuízo para a sociedade é considerável. Se a possibilidade de demência puder ser avaliada precocemente e sua progressão retardada, a expectativa de vida saudável poderá ser prolongada. O objetivo da Shimadzu é contribuir com tecnologia que ilumine o futuro do tratamento médico.
Apoiar o desenvolvimento de novos métodos de tratamento do câncer que sejam bem tolerados.
Muitos tipos de câncer são considerados curáveis atualmente, se detectados em estágio inicial. No entanto, o tratamento do câncer costuma ser fisicamente muito desgastante. Os avanços na medicina e na tecnologia médica reduziram o grau desse desgaste, incluindo o estresse causado pelos efeitos colaterais, mas o esforço necessário para a recuperação ainda exige considerável resistência física e mental por parte do paciente.
Em resposta, a fotoimunoterapia foi desenvolvida como um método para atingir seletivamente as células cancerígenas e mitigar o estresse do tratamento. O método consiste na injeção de um medicamento que se liga seletivamente às células cancerígenas. As células são então expostas à luz infravermelha próxima. A fotorreação do medicamento destrói as células cancerígenas sem afetar as células normais, reduzindo assim o impacto do tratamento sobre as células e os órgãos internos. Também foi constatado que esse tratamento ajuda a ativar as células imunológicas do paciente, tornando o método adequado para aplicação prática em contextos de tratamento.
A fotoimunoterapia foi desenvolvida pelo Prof. Hisataka Kobayashi, que era médico no Departamento de Radiologia da Universidade de Kyoto antes de se mudar para o Instituto Nacional do Câncer (NCI) dos Estados Unidos, onde é pesquisador sênior titular. A fotoimunoterapia gera grandes expectativas como uma quinta forma de tratamento do câncer, após cirurgia, medicamentos anticancerígenos (quimioterapia), radioterapia e imunoterapia. O uso clínico da fotoimunoterapia no tratamento do câncer de cabeça e pescoço em estágio avançado já está em andamento no Japão.
Shimadzu está conduzindo pesquisas clínicas com o NCI (Instituto Nacional do Câncer), hospitais universitários japoneses, o Centro Nacional do Câncer do Japão e outras instituições. Utilizamos sistemas de câmeras de infravermelho próximo e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para avaliar o diagnóstico e o acúmulo de medicamentos antes do tratamento, a progressão durante o tratamento, a eficácia do tratamento e a aquisição de imunidade para o manejo prognóstico.
Uma série de ensaios clínicos e estudos estão em andamento para ampliar a gama de tipos e locais de câncer adequados para a fotoimunoterapia e para otimizar as abordagens de tratamento. É provável que esse progresso exija a superação de muitos desafios. Shimadzu trabalhará para alcançar esse objetivo por meio da aplicação de seus dispositivos e tecnologia, apoiando o desenvolvimento de métodos de tratamento seguros, confiáveis e eficazes e promovendo sua ampla adoção na linha de frente da medicina. Nossa esperança é que, por meio do desenvolvimento de novos tratamentos médicos bem tolerados, todos aqueles que sofrem de câncer possam encarar o tratamento com uma perspectiva positiva.
Shimadzu realiza pesquisas e desenvolvimento conjuntos com as principais instituições e pesquisadores do Japão e do exterior. No futuro, agregaremos valor por meio de cuidados de saúde avançados que integram o tratamento médico com tecnologias analíticas. Para prolongar a vida saudável, desenvolveremos tecnologias que apoiem as quatro etapas do tratamento médico — diagnóstico pré-clínico, diagnóstico clínico, tratamento e prognóstico — à medida que entramos na era da expectativa de vida de 100 anos. Continuaremos buscando desafios que nos apoiem firmemente no avanço da tecnologia médica.
O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Saúde é nossa base de pesquisa no campo da saúde avançada.
