Sensor vivo: Pele artificial acende para monitorar saúde

É um sensor vivo em forma de pele - o sensor se regenera naturalmente aproveitando o mecanismo natural de cura da pele, indicando visualmente os sinais internos do corpo.
[Imagem: IIS/University of Tokyo]

Sensor vivo

Monitores de saúde vestíveis, como telefones inteligentes e bandas torácicas, já se tornaram comuns, permitindo o acompanhamento contínuo de sinais fisiológicos na superfície da pele.

Agora, cientistas japoneses foram além, criando um sensor vivo, um dispositivo biohíbrido que funciona dentro do corpo, uma autêntica pele artificial que funciona como um indicador visível dos estados biológicos internos da pessoa.

Trata-se de um enxerto de pele artificial que fluoresce em resposta a biomarcadores específicos, como inflamação. O material aproveita a regeneração natural da pele para monitorar os biomarcadores a longo prazo, dispensando a coleta de sangue e oferecendo uma leitura visual dos dados em tempo real, permitindo uma avaliação intuitiva por observação.

Como o sensor é composto por células-tronco epidérmicas vivas, ele é mantido pela renovação natural da pele.

"Ao contrário dos dispositivos convencionais que requerem fontes de energia ou substituição periódica, este sistema é biologicamente mantido pelo próprio corpo," afirmou o professor Shoji Takeuchi, da Universidade de Tóquio. "Em nossos experimentos, a funcionalidade do sensor foi preservada por mais de 200 dias, à medida que as células-tronco modificadas regeneravam continuamente a epiderme."

O sensor faz parte do corpo

A pele sensorial artificial foi fabricada a partir de células-tronco epidérmicas, que naturalmente mantêm e renovam a pele ao longo da vida. Ao modificar geneticamente essas células para que respondam à sinalização inflamatória, a equipe sintetizou um tecido cutâneo que expressa a proteína verde fluorescente aprimorada (EGFP) em resposta a sinais relacionados à inflamação.

Ao ser transplantado em camundongos, o tecido cutâneo modificado se enxertou e se integrou funcionalmente ao tecido hospedeiro. Sob inflamação, a área enxertada emitiu fluorescência verde, traduzindo sinais moleculares internos em um sinal óptico externo prontamente detectável.

O monitoramento de biomarcadores internos - proteínas que indicam inflamação, estresse ou doença - normalmente depende de exames de laboratório ou de sensores externos, que funcionam apenas por períodos limitados.

"As abordagens convencionais costumam ser invasivas ou fornecem apenas instantâneos no tempo," disse o professor Hiroyuki Fujita, da Universidade da Cidade de Tóquio. "Nosso objetivo era explorar um sistema biologicamente integrado que permitisse a detecção contínua e a interpretação intuitiva, mesmo em casa."

Nesta demonstração, os sinais vitais são mostrados em fluorescência verde.
[Imagem: Jun Sawayama et al. - 10.1038/s41467-025-67384-2]

Monitoramento visível de biomarcadores

É apenas uma prova de conceito, que ainda precisará ser testada em humanos, mas a demonstração lança um novo conceito de sensoriamento biologicamente integrado de longo prazo, sem baterias, sem fios e sem necessidade de qualquer ação ativa por parte do usuário.

E, embora a demonstração tenha usado como exemplo a sinalização inflamatória, a estratégia é adaptável: Basta modificar os alvos moleculares para construir estruturas de pele modificadas para responder a outros sinais fisiológicos ou metabólicos.

Os pesquisadores destacam que esta tecnologia pode ter aplicações além da saúde humana, incluindo pesquisas em medicina veterinária, onde indicadores visuais do estado de saúde podem auxiliar na detecção precoce de doenças nos animais, que não conseguem comunicar sintomas.

Ou seja, embora ainda em um estágio pré-clínico inicial, esta é uma abordagem biologicamente fundamentada para criar interfaces entre tecidos vivos e funções de sensoriamento, diluindo a fronteira entre os sistemas biológicos e os dispositivos de engenharia.