Olá, bem-vindos à aula prática do projeto Mentes Brilhantes, uma iniciativa do Observador sobre investigação científica de ponta. Nestas aulas práticas conversamos com cientistas com currículos diferentes e experiências diferentes, mas que trabalham ou trabalharam em torno de projetos comuns ou áreas comuns. E a área comum que une as duas investigadoras de hoje é cateteres. Os dispositivos médicos que se colocam no corpo de um doente para recolha de líquidos ou introdução de medicação e que são muito frequentemente um foco de infecções. Eu sou o Paulo Farinha e tenho comigo as duas convidadas de hoje: Fabíola Costa, Senior Clinical Research Manager da Sword Health, é licenciada em Ciências Farmacêuticas e com doutoramento em Engenharia Biomédica. E Inês Gonçalves, licenciada em Microbiologia, com doutoramento em Engenharia Biomédica, investigadora do I3S, o Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto, onde coordena o grupo Advanced Graphene Biomaterials. Bem-vindas, muito obrigado. Inês, começo por si. Aquela designação que eu dei de um cateter e que retirei de uma fonte muito credível, como é o Wikipedia, fica já dito. Está correta? É um tubo que se insere num canal ou vaso sanguíneo. É essa a designação mais correta?

Sim. No caso dos cateteres que nós usamos, são cateteres de hemodiálise e por isso servem mesmo para saída e entrada novamente do sangue, numa forma de purificar o sangue quando os nossos rins deixam de funcionar.

Quando deixam de funcionar. E nesses cateteres, em particular utilizados para hemodiálise, já falaremos sobre isso, a Inês e a sua equipa desenvolveu uma tampa de cateter antimicrobiano reutilizável, que antes se chamava Smart Cap, agora tem uma outra designação, é GoCap. O que é exatamente esta GoCap?

A GoCap é uma tampa que é inserida no paciente que está a fazer hemodiálise, ou seja, quando há falência renal, os pacientes ou têm um transplante de rim ou fazem hemodiálise ou diálise peritoneal para o resto da vida. Isto significa que têm que ir cerca de três vezes por semana a uma clínica de diálise para fazer a purificação do sangue. Então a GoCap é uma tampa, um dispositivo de desinfeção que é inserida no cateter quando acaba a sessão de diálise para tentar matar todas as bactérias que, durante a manipulação do cateter, antes ou depois da sessão, conseguiu entrar para dentro do cateter. Então ao inserir a GoCap, conseguimos matar as bactérias que estão dentro do cateter e evitar que elas se multipliquem, que proliferem e que depois ou entrem para a corrente sanguínea ou que cresçam no mesmo local causando um biofilme.

O biofilme, essa massa de bactérias que se pode desenvolver junto de um cateter, junto de um dispositivo médico inserido no corpo de um doente, é muito provável de ocorrer justamente perante um corpo estranho, que o organismo reconhece como sendo um corpo estranho, e as infecções que podem daí advir são um grande problema, podem vir a ser um grande problema para a saúde do paciente em particular, mas são, ao nível mundial, uma grande ameaça para a saúde dos pacientes, não é verdade?

Sim, são uma ameaça enorme, principalmente no caso dos pacientes que usam cateteres para fazer hemodiálise. Na grande parte das vezes, o cateter é colocado aqui numa veia que é junto uma artéria que é aqui muito perto do coração e tem acesso direto ao coração. E, por isso, quando há bactérias que conseguem entrar para dentro da corrente sanguínea, acabam por muitas vezes causar infecção da parte que envolve o coração e por isso têm consequências muito graves. Cerca de 15% das pessoas que utilizam cateteres de hemodiálise acabam por morrer devido à infecção.

Infecções que daí resultam.

Provocadas pela presença do cateter.

A Fabíola Costa também já passou pelo I3S, foi investigadora do I3S, agora tem outras funções, já falaremos sobre isso. A Fabíola não desenvolveu uma GoCap, desenvolveu um AntiBioCoat, que era um revestimento antimicrobiano para cateteres urinários. Estou certo?

Está muito perto. Era um revestimento para cateteres urinários, mas com propriedades antiaderentes, ou seja, ao contrário do que acontece com a tampa que a Inês descreveu, este revestimento não matava micro-organismos de forma direta, mas conseguia ter a capacidade de evitar a adesão dos mesmos à superfície. O que evita então a criação do chamado biofilme, que é esta massa de micro-organismos que ao colar e ao criar uma massa gelatinosa que os envolve e que os protege, acaba por criar junto do dispositivo médico um foco de infecção que depois se pode espalhar pelo resto do organismo.

E o AntiBioCoat era, ou é, um revestimento, e já falaremos em que fase está esse projeto, é um revestimento que cobria toda a superfície do cateter?

Que cobria toda a superfície do cateter. Porque nós sabemos que os dispositivos médicos, principalmente estes que são de inserção no organismo, pela manipulação que é inevitável, mesmo tendo todos os cuidados de boas práticas que os profissionais de saúde têm e que estão a ser constantemente treinados para ter, é quase impossível de evitar o contacto e a contaminação microbiana. Até por nós próprios, no nosso organismo, convivemos, na maior parte das vezes, de forma saudável com bactérias, que quando estão nos locais adequados e nas quantidades adequadas não têm problemas para a saúde. Agora, quando se deslocam para outros locais ou quando se multiplicam acima de determinado nível, aí é que começamos a ter o problema infeccioso.

No caso concreto do AntiBioCoat, era desenvolvido ou é desenvolvido, e falo no presente, falo no passado, perante a fase em que o projeto está e falaremos sobre isso. O AntiBioCoat é desenvolvido a partir de uma alga em particular. Essa alga, que particularidade tem e por que é tão especial?

Esta alga, dentro das cianobactérias, que é uma família muito larga, que efetivamente está a ser explorada em vários sítios pelo mundo fora, existem diferentes estirpes, e esta em particular, que foi o foco de estudo da tese de doutoramento da minha colega Rita Mota, tem a particularidade de ser uma cianobactéria que consegue se multiplicar e produzir em grande massa este produto natural. Portanto, é uma cianobactéria de origem marinha, que com muito poucas necessidades nutricionais e de luz, consegue produzir então este polímero de uma forma muito sustentável. E essa era também uma parte muito interessante do projeto, era esta capacidade de produção de um produto que pudesse ser aplicado numa realidade médica, mas com uma origem que não é sintética, que não é tão prejudicial para o meio ambiente no seu nível de produção. Neste momento, a minha colega Rita Mota está na Áustria, num instituto em que se está a especializar precisamente na escalagem da produção desta cianobactéria, para garantir produções de polímero em quantidades suficientes, não só para esta aplicação em particular, mas também para outras, como por exemplo, para a cosmética.

Inês, no caso da Inês, não se trata de uma alga, não se trata de uma cianobactéria, trata-se do grafeno, que é um composto com particularidades muito únicas e que é extraído a partir de algo que é até bastante familiar, com que estamos muito familiarizados na nossa utilização do dia a dia: os lápis de carvão. Que são feitos a partir de grafite, e a partir dessa grafite pode-se extrair o grafeno. Eu neste momento terei uma série de cientistas a revirar os olhos pela forma simplificada como eu disse isto. O que é exatamente o grafeno e qual a ligação à grafite?

Não, é precisamente isso. Na realidade, o grafeno pode ser obtido de várias maneiras: ou top-bottom, ou seja, partindo da grafite e esfoliando camada a camada até obtermos só uma camada única de átomos de carbono, organizados de uma forma especial, em favo de mel. Se nós imaginarmos aqueles hexagonozinhos, no fundo, isso é a forma em que os átomos de carbono ficam organizados, mas em uma camada única, nanométrica, uma folhinha muito fininha. Imaginamos uma folha de papel. Se tivéssemos átomos de carbonos assim, todos organizados numa só camada, seria algo do gênero. Embora também seja possível obter grafeno de forma bottom-up, ou seja, pegar em átomos de carbono e organizá-los de forma a formar o grafeno. Mas nós temos usado o grafeno que vem a partir da esfoliação de grafite.

E que particularidades tem o grafeno que permite a sua utilização em biomedicina?

O grafeno tem muitas propriedades muito interessantes. As mais conhecidas até são as suas propriedades mecânicas, as suas propriedades condutoras e elétricas, mas, na realidade, nós não usamos nenhuma dessas propriedades para o dispositivo que estamos a desenvolver, pelo menos para este. Para outros usamos, mas para este, não. Neste caso específico, nós usamos o grafeno porque ele tem propriedades antimicrobianas e porque tem uma capacidade de absorver a luz, neste caso, luz na área do infravermelho, e que, ao absorver essa luz, consegue potenciar ainda mais as suas propriedades antimicrobianas. E por isso nós temos aproveitado essa característica do grafeno para desenvolver biomateriais e dispositivos médicos antimicrobianos.

Esta utilização do grafeno em dispositivos médicos, portanto, na saúde, é recente, foi só em 2004.

Em 2004, o grafeno foi isolado pela primeira vez. Não sei se sabem, mas quem isolou o grafeno até ganhou o Prêmio Nobel. Foi o Andre Geim e o Novoselov, os dois em conjunto, que pegaram numa fita cola e que, ao pegar numa fita cola num cadinho de grafite e esfoliar o grafeno, conseguiram isolá-lo e ganharam o Prêmio Nobel por isso. Mas por isso foi isolado pela primeira vez só nessa altura. Já se conhecia o grafeno antes, só não o isolamento, mas a partir daí tem sido um boom de aplicações, muito na área eletrônica, semicondutores, e assim. E na área da saúde, começou mais recentemente.

Fabíola, o AntiBioCoat é um projeto que nasce de duas áreas distintas, a área que a Fabíola coordenava e a área que a sua colega Rita Mota coordenava no I3S. Em que fase está exatamente esse projeto?

O AntiBiocoat foi desenvolvido até a parte protótipo, em que nós fizemos realmente o revestimento aplicado em cateteres de Foley de adulto.

Cateter de Foley são os cateteres comuns.

Comuns, frequentemente chamados de algálias. Foi testado em termos das suas resistências mecânicas e de conservação. Foi testado também em modelo animal, mas nessa altura foram uns ensaios preliminares e com poucos animais, portanto, pouco conclusivos. Nessa altura, nós como tínhamos financiamento e apoio através da Fundação da Caixa, era um projeto que estava a ser apoiado pelo Caixa Impulso, nós também conseguimos perceber que o projeto teria que avançar em várias frentes diferentes, uma delas relacionada com a parte regulatória, regulamentar do dispositivo médico, que tinha um pedido mais peculiar na nossa situação em particular, porque exigia uma caracterização muito completa do nosso polímero, por se tratar de um produto de origem natural e, portanto, que teria que ter todas as suas características bem caracterizadas e bem salvaguardadas para que mais tarde pudesse ser considerado um produto de aplicação médica de forma segura. E foi mais ou menos esse o passo que nos fez perceber que o projeto, para poder avançar mais enfrente, teria que ter uma aposta mais forte e mais focada no desenvolvimento e na caracterização do polímero propriamente dito.

Polímero extraído a partir da cyanobacter.

Do que continuar o desenvolvimento, que seria um desenvolvimento quase mais industrial, da aplicação do mesmo em cateteres. E é isso que está a acontecer. A parte do AntiBiocoat enquanto AntiBiocoat está parada, mas a parte de desenvolvimento e caracterização do polímero continua e continuará, e está entregue em boas mãos com a minha colega Rita Mota.

Com a Rita Mota, que está, entretanto, a desenvolver a investigação num laboratório austríaco. Inês, falou-me da questão da particularidade do grafeno ser ativado ou reagir à luz, e é por essa razão que, e corrija-me se eu disser algum erro, as propriedades antimicrobianas do grafeno são ativadas ou são estimuladas por radiação infravermelha. É verdade? Como é que isto, na prática, funciona e o que isto significa? O que isto implica, se tudo correr bem com a GOcap, de manuseamento daquele dispositivo?

A GOcap é verdade. O grafeno já tem propriedades antimicrobianas sozinho. Nós já estávamos a explorar isso. Aliás, a nossa ideia inicial era fazer o revestimento interno do cateter com grafeno, mas quando percebemos que ao irradiar com luz infravermelha conseguimos potenciar essa ação antimicrobiana e matar todas as bactérias que estavam num líquido à volta do grafeno.

É uma esterilização imediata?

Não se chama bem esterilização, mais uma desinfecção, porque esterilização implica matar outros tipos de micro-organismos um bocadinho mais complexos, como priões, mas seria uma desinfecção, ou seja, matar essas bactérias que, como a Fabíola muito bem explicou, devido à manipulação, acabam por entrar para o cateter. E a nossa ideia foi então aproveitar essa ação num líquido e como os cateteres de hemodiálise, quando acaba a sessão, é injetada uma solução para dentro do cateter chamada lock solution, que fica dentro do cateter durante esses dois ou três dias que o paciente vai para casa. E nós quisemos aproveitar para ter essa ação dentro desse líquido e ajudar a fazer a desinfecção. No nosso caso, o que nós estamos a fazer é incorporar essa fonte de luz na própria tampa, por isso será uma tampa pequenina que vai ter um filamento revestido com grafeno que é inserido na parte do cateter e atrás o resto da tampa tem um pequeno LED ou um pequeno laser que vai irradiar e uma pequena bateria para alimentar esse laser ou LED. Mas a ideia é que tudo isto esteja contido dentro da própria GOcap. Não precisamos de uma fonte de luz externa para fazer a irradiação.

E com outra particularidade, que se cruza também com outro ponto que a Fabíola falava, que é o fator sustentabilidade, porque esta tampa é reutilizável.

Exatamente. Sim, ou seja, neste momento as tampas que são utilizadas são tampas que são apenas uma barreira, ou seja, uma tampa simples que é colocada só para o cateter não ficar aberto e que é trocada cada vez que o paciente vai à clínica.

E que não se pode reutilizar.

Não se pode reutilizar. Neste caso, como a nossa própria tampa é um dispositivo que vai fazer a desinfecção do cateter, também se faz a desinfecção da própria tampa e por isso pode ser reutilizável. Por isso, os testes que nós estamos neste momento a fazer é precisamente: nós esperamos que ela continue com a ação antimicrobiana e que possa ser utilizada durante seis meses e estamos precisamente a fazer os testes nos protótipos para garantir essa reutilização ao longo do tempo.

Há estimativa do número de pessoas que, a nível mundial, fazem hemodiálise e por isso têm que recorrer a este tipo de dispositivos?

Sim, há cerca de 3,2 milhões de pessoas no mundo que têm que fazer hemodiálise. Cerca de 80% começam a fazer hemodiálise com cateter Algumas conseguem, entretanto, passar para a utilização da fístula, que é uma ligação de uma artéria e de uma veia que é feita para poder ser picada a agulha e para ligar ao sistema todo da hemodiálise. Existem, neste momento, cerca de 2,6 milhões de pessoas no mundo, pacientes.

Potenciais utilizadores.

Sim, que em algum momento irão utilizar os cateters. Algumas delas têm que usar para o resto da vida, outras conseguirão passar para outras soluções, mas que em algum momento poderão beneficiar da utilização da GoCap.

Inês, a Fabíola falou há pouco do Caixa Impulso, o programa da Fundação "La Caixa", que ajuda, através de financiamento, investigadores a fazer a translação do laboratório para a indústria. Foi também o caso do projeto da GoCap. Em que fase está, neste momento, o projeto GoCap?

Esse financiamento da Fundação "La Caixa" foi muito importante para nós fazermos os primeiros protótipos e para começar a testá-los no laboratório. E permitiu-nos também passar a nossa patente de fase de submissão provisória para uma submissão internacional. E depois disso, concorremos a outros financiamentos, ganhamos um projeto muito grande da Fundação Wellcome Trust, em que estamos agora a fazer a produção de protótipos mais desenvolvidos e a sua produção também em escala piloto, já a nível industrial. E está planeado começar no próximo ano, também com esse financiamento, um primeiro estudo clínico em pacientes, para podermos testar a sua eficácia e a sua segurança. E com esse financiamento, conseguimos também começar a tratar de uma parte muito importante, que é, para além de entrar com a patente agora para as fases nacionais, em vários países e escolhê-los, começar a trabalhar também na parte regulamentar, que a Fabíola também falou há bocadinho. E entretanto, concorremos aos programas do EIT Health, que são programas a nível europeu, da Europa, Horizonte Europa, e abrimos uma startup com os prêmios que ganhamos desses programas e estamos agora a fazer toda a parte relacionada com o mercado, com a marca. E foi então, durante esse programa que quando fomos registrar a marca-

Saiu, passou para GoCap.

Do SmartCap, passou a GoCap. Exatamente.

Fabíola, criação de startups, translação para o mercado. O mundo da investigação científica permite muitas portas. A investigação científica em si é um mundo particularmente difícil. A Rita Mota, com quem a Fabíola estava a desenvolver o AntiBiocoat, está neste momento no laboratório na Áustria. E a Fabíola, entretanto, é Senior Clinical Research Manager da Sword Health. Duas questões: o que faz uma Senior Clinical Research Manager? E o que é a Sword Health? Porque é também uma via profissional e de caminho que um investigador, que um cientista tem para além do trabalho num centro de investigação.

Portanto, a minha posição na Sword foca-se na coordenação do que está relacionado com a investigação clínica. Portanto, a minha preocupação não é conseguir comprovar e validar a eficácia clínica de todos os nossos produtos, mas também perceber, com toda a informação que nós vamos angariando à medida que vamos tratando os muitos pacientes por todo o mundo, como é que nós podemos gerar nova informação e transformar isto para cuidados de saúde cada vez mais eficazes e cada vez mais individualizados para as necessidades de cada paciente.

A empresa é portuguesa e, da pesquisa que eu fiz, desde 2015, já registou 33 patentes. Isto significa que os investigadores ligados a essas patentes em particular e que trabalharam nesses projetos em particular, têm aqui uma outra área, para além do trabalho que desenvolvem, têm toda uma outra área de negócios, de vias profissionais, de caminho, de carreira, a partir destas patentes que são registadas e das portas todas que isto pode abrir em termos de conhecimento, em termos de investigação e de condições financeiras para trabalhar?

Isto só revela muito o que é o ADN desta empresa em particular. Portanto, a Sword Health nasceu precisamente da tese de doutoramento do seu CEO, que sempre teve uma visão do poder da tecnologia para conseguir ajudar as pessoas e para conseguir ajudar, neste caso em particular, a saúde e a saúde associada à dor. E esta aposta fez com que toda a equipe que ele foi angariando e juntando, continuasse a trabalhar, a fazer investigação e a criar inovação. E a própria empresa que acaba por ir impulsionando e submetendo e recriando cada vez o maior número de tecnologias que patenteia e que vai protegendo para criar então este ônus de algo que possa ser uma empresa geracional.

Fabíola Costa, Inês Gonçalves, eu quero agradecer a vossa disponibilidade para nos darem conta do trabalho que têm vindo a desenvolver. A Fabíola Costa agora com outras funções e partilharem um pouco da vossa experiência. Esta foi mais uma edição da Aula Prática do projeto Mentes Brilhantes sobre investigação científica de ponta, hoje sobre cateteres. Até uma próxima oportunidade.