Pesquisadores desenvolvem um implante de hidrogel para tratar endometriose

Pesquisadores do ETH Zurich (Instituto Federal de Tecnologia de Zurique) e do Empa (Laboratórios Federais Suíços para Ciência e Tecnologia de Materiais) desenvolveram um implante¹ de hidrogel que pode ajudar a prevenir a endometriose², uma condição que afeta muitas mulheres. Essa inovação também atua como um contraceptivo.

Os hidrogéis têm uma variedade de casos de uso, incluindo lentes de contato, administração de doses de medicamentos no corpo, hidratantes, armazenamento de água no solo, limpeza de água poluída e como agentes gelificantes e espessantes. Um hidrogel é um gel feito de um tipo de plástico que pode reter água. Pesquisadores do ETH Zurich e do Empa desenvolveram agora o primeiro implante¹ de hidrogel projetado para uso em trompas de falópio. Essa inovação desempenha duas funções: uma é atuar como um contraceptivo, a outra é impedir que a receptora desenvolva endometriose² em primeiro lugar ou interromper a disseminação caso isso aconteça.

Cerca de quatro anos atrás, Inge Herrmann fez uma nova adição ao seu grupo de pesquisa no Departamento de Engenharia Mecânica e de Processos do ETH e do Empa. O novo membro era um médico sênior³ especializado em ginecologia que estava interessado em realizar pesquisas de inspiração⁴ clínica. Esse tipo de colaboração interdisciplinar foi um experimento para toda a equipe. O objetivo inicial era transformar um hidrogel em um novo tipo de contraceptivo para mulheres. No entanto, depois que a equipe de pesquisa começou a conversar com o ginecologista, eles perceberam que implantar um hidrogel para ocluir as trompas de falópio também poderia ajudar a prevenir a endometriose².

Cerca de 10% das mulheres sofrem de endometriose². No entanto, ainda não está claro exatamente o que causa essa condição. A suposição é que, durante a menstruação⁵, o sangue⁶ flui de volta pelas trompas de falópio e para a cavidade abdominal⁷. Esse sangue⁶ contém células⁸ do revestimento uterino (endométrio⁹), que se instalam na cavidade abdominal⁷ e, como resultado, podem causar inflamação¹⁰, dor e formação de tecido¹¹ cicatricial.

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Os pesquisadores encontraram uma maneira de criar um implante¹ de hidrogel capaz de ocluir com sucesso as trompas de falópio e, assim, prevenir a menstruação⁵ retrógrada. Eles descrevem suas descobertas em um estudo publicado no periódico Advanced Materials. “Descobrimos que o implante¹ tinha que ser feito de um gel extremamente macio — similar em consistência a uma bala de goma macia — que não impacta o tecido¹¹ nativo e não é tratado e rejeitado como um corpo estranho”, explica Alexandre Anthis, autor principal do estudo.

Uma vantagem dos hidrogéis é que eles incham quando colocados em contato com líquido. Como resultado, este novo implante¹ começa com aproximadamente dois milímetros de comprimento. Mas uma vez implantado nas trompas de falópio como parte de um procedimento não cirúrgico usando um histeroscópio — um instrumento para inspecionar a cavidade uterina — o implante¹ incha para mais que o dobro do seu tamanho original. O hidrogel então atua como uma barreira para o esperma¹² e o sangue⁶. “Nosso implante¹ de hidrogel pode ser fácil e rapidamente destruído, seja com luz UV ou uma solução especial, para que as receptoras não tenham que passar por uma operação invasiva e arriscada caso decidam reverter o procedimento”, diz Herrmann.

Anthis diz que um dos maiores desafios foi atingir o equilíbrio certo entre estabilidade e degradabilidade. “Queríamos garantir que o implante¹ fosse compatível e estável.” Para isso, os pesquisadores primeiro conduziram experimentos ex vivo em trompas de falópio humanas (e animais) que, por exemplo, foram removidas durante o tratamento de câncer¹³ de ovário¹⁴. Em seguida, eles testaram sua inovação em um porco vivo; após três semanas, o implante¹ de hidrogel ainda estava em posição e não havia sinais¹⁵ de reações de corpo estranho.

Juntamente com o ETH e o Empa, os pesquisadores submeteram um registro de patente. Mas ainda há um longo caminho a se percorrer antes que o implante¹ esteja pronto para o mercado. Como a endometriose² é uma doença humana, é desafiador dizer como o implante¹ de hidrogel se comportará a longo prazo uma vez em posição nas trompas de falópio, especialmente quando as receptoras se envolvem em atividades físicas extenuantes, como esportes. Além disso, ainda não está claro se bloquear as trompas de falópio por si só é suficiente para prevenir a endometriose². “Nós vasculhamos bancos de dados para encontrar dados relacionados a pacientes com endometriose² que tiveram suas trompas de falópio removidas”, diz Herrmann. Tais casos podem revelar se essa medida realmente impede o desenvolvimento da endometriose² na cavidade abdominal⁷, ela acrescenta.

“Até agora, muito pouca pesquisa foi feita no ponto em que a ciência dos materiais, a engenharia de processos e a ginecologia se encontram. Mas esta é uma área de pesquisa de vital importância. Esperamos que nosso trabalho conte como um passo significativo na direção certa”, diz Herrmann, que recentemente abriu o Ingenuity Lab no University Hospital Balgrist, com o objetivo de traduzir tecnologias de materiais inovadoras para clínicas.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem a contracepção¹⁶ mecânica reversível e o tratamento de endometriose² usando hidrogéis responsivos a estímulos.

Eles relatam que a esterilização feminina por meio de ligadura da trompa de Falópio é um procedimento comum; no entanto, após a operação, mais de 10% das mulheres buscam a refertilização, que frequentemente não tem sucesso. Além disso, há evidências de que as trompas de Falópio contribuem para a disseminação do tecido¹¹ endometriótico, pois servem como canais para meios pró-inflamatórios que entram na cavidade abdominal⁷ por meio da menstruação⁵ retrógrada.

Neste estudo, implantes de hidrogel degradáveis por estímulos são apresentados para a oclusão funcional, biocompatível e reversível das trompas de Falópio. Os implantes de hidrogel, projetados com propriedades de inchaço¹⁷ personalizadas, ocluem mecanicamente as trompas de Falópio com alto desempenho, com pressões de ruptura atingindo 255-558 mmHg, excedendo as pressões abdominais normais (95 mmHg).

Sua remoção sem danos pode ser obtida em 30 minutos usando luz UV quase visível ou uma solução de glutationa, empregando um método semelhante ao diagnóstico¹⁸ padrão de perfusão da trompa de Falópio. A colocação do implante¹ guiada por ultrassom é demonstrada usando um histeroscópio clínico em um modelo de útero¹⁹ em escala humana e biocompatibilidade em um modelo in vivo suíno. É importante ressaltar que a prevenção da passagem de espermatozoides²⁰ vivos, bem como de células⁸ endometriais através das trompas de Falópio bloqueadas foi demonstrada.

No geral, é apresentado um sistema multifuncional que constitui um possível meio de contracepção¹⁶ reversível sob demanda, juntamente com a primeira abordagem mecânica para prevenção e tratamento da endometriose² abdominal.