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Pesquisadores do Instituto Terasaki de Inovação Biomédica, nos Estados Unidos, desenvolveram uma lente de contato inteligente, flexível e reutilizável capaz de identificar alterações fisiológicas associadas ao estresse a partir da análise das lágrimas. A tecnologia utiliza um sensor integrado à lente para detectar níveis de serotonina, substância que participa de processos relacionados à resposta do organismo ao estresse.

Segundo apuração e entrevistas do jornal O GLOBO, a proposta é transformar a lente de contato em uma espécie de laboratório em miniatura, capaz de coletar informações bioquímicas diretamente do filme lacrimal sem a necessidade de agulhas ou da coleta convencional de sangue.

"As lágrimas carregam mais informações sobre o nosso corpo do que a maioria das pessoas imagina", afirmou ao O GLOBO Minwoo Kim, primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no Instituto Terasaki. De acordo com o pesquisador, a tecnologia permite acessar essas informações por meio de um dispositivo que já faz parte da rotina de muitas pessoas.

A pesquisa parte da constatação de que o estresse provoca uma série de alterações físicas e mentais que nem sempre são fáceis de acompanhar de maneira objetiva. A serotonina, embora seja frequentemente associada à regulação do humor, também atua como uma molécula de sinalização em diferentes processos fisiológicos e pode ser encontrada nas lágrimas.

COMO FUNCIONA A TECNOLOGIA

Para desenvolver o dispositivo, os pesquisadores incorporaram um sensor fino e flexível a uma lente de contato gelatinosa convencional. O sistema foi desenvolvido para identificar a presença de serotonina no líquido lacrimal e transformar essa informação em um sinal elétrico que pode ser posteriormente convertido em uma medida de concentração.

O sensor utiliza ferroceno, um composto que reage com a serotonina e produz uma pequena resposta elétrica. De acordo com o estudo, publicado na revista científica *Science Translational Medicine*, o dispositivo foi capaz de detectar concentrações de serotonina de até 72 picomolares.

A sensibilidade registrada é cerca de 200 vezes superior à necessária para identificar os níveis normalmente encontrados de serotonina nas lágrimas humanas, o que, segundo os pesquisadores, permite acompanhar alterações relativamente pequenas na concentração da substância.

Testes realizados em camundongos submetidos a estresse crônico também apresentaram mudanças nos biomarcadores analisados. Os níveis de serotonina nas lágrimas diminuíram, enquanto as concentrações de cortisol, hormônio associado à resposta ao estresse, aumentaram no sangue e nas lágrimas.

Em uma etapa inicial com humanos, amostras de lágrimas de dez voluntários foram coletadas durante um teste padronizado de estresse. Os resultados apresentaram comportamento semelhante ao observado nos animais: a concentração de serotonina caiu durante a atividade estressante e voltou aos níveis registrados antes do teste posteriormente.

Outro aspecto avaliado foi a possibilidade de reutilização da lente. Segundo o estudo, o sensor manteve a precisão das medições por até 400 utilizações distribuídas ao longo de vários dias.

Para Yangzhi Zhu, pesquisador principal e professor assistente do Instituto Terasaki, o olho pode funcionar como uma espécie de acesso a informações tanto da região ocular quanto de processos que ocorrem em outras partes do organismo.

Em entrevista ao O GLOBO, Zhu explicou que o objetivo do projeto é desenvolver dispositivos oculares flexíveis capazes de transformar as lágrimas em uma fonte contínua de informações bioquímicas. A serotonina foi utilizada como uma prova de conceito, mas a intenção é ampliar a tecnologia para acompanhar diferentes biomarcadores e sinais fisiológicos.

PRÓXIMAS ETAPAS

Os pesquisadores agora pretendem transformar o protótipo atualmente conectado a equipamentos de laboratório em um dispositivo vestível completamente integrado. Uma das etapas previstas é a incorporação de componentes sem fio, permitindo que futuras versões da lente façam as medições e transmitam os dados em tempo real enquanto são utilizadas.

Antes de uma eventual aplicação clínica, no entanto, a tecnologia ainda precisa passar por novos testes. Os cientistas apontam a necessidade de estudos com grupos maiores e mais diversos de voluntários para compreender melhor a relação entre os níveis de serotonina nas lágrimas, o estresse e aspectos relacionados à saúde mental em diferentes populações.

Também serão necessários estudos sobre a estabilidade do sensor durante períodos prolongados, a calibração em um ambiente dinâmico como o filme lacrimal, o conforto para o usuário, a segurança do uso contínuo e a capacidade de reproduzir o dispositivo em larga escala.

O trabalho representa uma etapa inicial no desenvolvimento da chamada bioeletrônica ocular, área que combina sensores bioquímicos, eletrônica flexível e tecnologias vestíveis para obter informações a partir da superfície dos olhos.

De acordo com Zhu, em declaração ao O GLOBO, a perspectiva de longo prazo não é limitar a tecnologia à medição de uma única substância. A intenção é utilizar as lágrimas como uma plataforma para acompanhar diferentes aspectos da fisiologia do organismo de maneira contínua e pouco invasiva.
 

Pesquisadores do Instituto Terasaki de Inovação Biomédica, nos Estados Unidos, desenvolveram uma lente de contato inteligente, flexível e reutilizável capaz de identificar alterações fisiológicas associadas ao estresse a partir da análise das lágrimas. A tecnologia utiliza um sensor integrado à lente para detectar níveis de serotonina, substância que participa de processos relacionados à resposta do organismo ao estresse.

Segundo apuração e entrevistas do jornal O GLOBO, a proposta é transformar a lente de contato em uma espécie de laboratório em miniatura, capaz de coletar informações bioquímicas diretamente do filme lacrimal sem a necessidade de agulhas ou da coleta convencional de sangue.

"As lágrimas carregam mais informações sobre o nosso corpo do que a maioria das pessoas imagina", afirmou ao O GLOBO Minwoo Kim, primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no Instituto Terasaki. De acordo com o pesquisador, a tecnologia permite acessar essas informações por meio de um dispositivo que já faz parte da rotina de muitas pessoas.

A pesquisa parte da constatação de que o estresse provoca uma série de alterações físicas e mentais que nem sempre são fáceis de acompanhar de maneira objetiva. A serotonina, embora seja frequentemente associada à regulação do humor, também atua como uma molécula de sinalização em diferentes processos fisiológicos e pode ser encontrada nas lágrimas.

COMO FUNCIONA A TECNOLOGIA

Para desenvolver o dispositivo, os pesquisadores incorporaram um sensor fino e flexível a uma lente de contato gelatinosa convencional. O sistema foi desenvolvido para identificar a presença de serotonina no líquido lacrimal e transformar essa informação em um sinal elétrico que pode ser posteriormente convertido em uma medida de concentração.

O sensor utiliza ferroceno, um composto que reage com a serotonina e produz uma pequena resposta elétrica. De acordo com o estudo, publicado na revista científica *Science Translational Medicine*, o dispositivo foi capaz de detectar concentrações de serotonina de até 72 picomolares.

A sensibilidade registrada é cerca de 200 vezes superior à necessária para identificar os níveis normalmente encontrados de serotonina nas lágrimas humanas, o que, segundo os pesquisadores, permite acompanhar alterações relativamente pequenas na concentração da substância.

Testes realizados em camundongos submetidos a estresse crônico também apresentaram mudanças nos biomarcadores analisados. Os níveis de serotonina nas lágrimas diminuíram, enquanto as concentrações de cortisol, hormônio associado à resposta ao estresse, aumentaram no sangue e nas lágrimas.

Em uma etapa inicial com humanos, amostras de lágrimas de dez voluntários foram coletadas durante um teste padronizado de estresse. Os resultados apresentaram comportamento semelhante ao observado nos animais: a concentração de serotonina caiu durante a atividade estressante e voltou aos níveis registrados antes do teste posteriormente.

Outro aspecto avaliado foi a possibilidade de reutilização da lente. Segundo o estudo, o sensor manteve a precisão das medições por até 400 utilizações distribuídas ao longo de vários dias.

Para Yangzhi Zhu, pesquisador principal e professor assistente do Instituto Terasaki, o olho pode funcionar como uma espécie de acesso a informações tanto da região ocular quanto de processos que ocorrem em outras partes do organismo.

Em entrevista ao O GLOBO, Zhu explicou que o objetivo do projeto é desenvolver dispositivos oculares flexíveis capazes de transformar as lágrimas em uma fonte contínua de informações bioquímicas. A serotonina foi utilizada como uma prova de conceito, mas a intenção é ampliar a tecnologia para acompanhar diferentes biomarcadores e sinais fisiológicos.

PRÓXIMAS ETAPAS

Os pesquisadores agora pretendem transformar o protótipo atualmente conectado a equipamentos de laboratório em um dispositivo vestível completamente integrado. Uma das etapas previstas é a incorporação de componentes sem fio, permitindo que futuras versões da lente façam as medições e transmitam os dados em tempo real enquanto são utilizadas.

Antes de uma eventual aplicação clínica, no entanto, a tecnologia ainda precisa passar por novos testes. Os cientistas apontam a necessidade de estudos com grupos maiores e mais diversos de voluntários para compreender melhor a relação entre os níveis de serotonina nas lágrimas, o estresse e aspectos relacionados à saúde mental em diferentes populações.

Também serão necessários estudos sobre a estabilidade do sensor durante períodos prolongados, a calibração em um ambiente dinâmico como o filme lacrimal, o conforto para o usuário, a segurança do uso contínuo e a capacidade de reproduzir o dispositivo em larga escala.

O trabalho representa uma etapa inicial no desenvolvimento da chamada bioeletrônica ocular, área que combina sensores bioquímicos, eletrônica flexível e tecnologias vestíveis para obter informações a partir da superfície dos olhos.

De acordo com Zhu, em declaração ao O GLOBO, a perspectiva de longo prazo não é limitar a tecnologia à medição de uma única substância. A intenção é utilizar as lágrimas como uma plataforma para acompanhar diferentes aspectos da fisiologia do organismo de maneira contínua e pouco invasiva.