A Medicina no futuro - webx.ubi.ptwebx.ubi.pt/~felippe/texts/sist_bionic_ppt10p.pdf · de coração na África do Sul em 1967 . Christian Barnard ... a invenção do transístor,

“A Medicina no futuro”

(“Medicine in the future”)

A Medicina no futuro______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

O mundo que conhecemos está a passar por grandes metamorfoses.

As novas tecnologias e a ciência transformam as nossas vidas a uma velocidade, por vezes, desconcertante.

Usada com inteligência essas inovações abrem a porta a uma nova era de possibilidades extraordinárias.

Esta revolução alimenta a criatividade.

Cientistas, e engenheiros repensam os nossos modelos, inventam e implementam novas soluções.


O derradeiro sonho da humanidade: “Viver eternamente”

Viver muito, sim, mas viver bem! Essa é a meta da medicina do futuro

A expectância média de vida tem vindo a aumentar.

Viver muito, sim, mas viver bem! Essa é a meta da medicina do futuro

O derradeiro sonho da humanidade: “Viver eternamente”

Um dos principais objetivos da medicina, claro, é melhorar a vida dos pacientes.


Em breve mais de 2 mil milhões de pessoas terão mais de 60 anos

Hoje, as pessoas conseguem viver mais tempo, mas nem sempre com boa saúde.


Não tem havido uma explosão do número de ‘supercentenário’

(supercentenário = aquelas pessoas que atingem os 110 anos).


O homem quer aproveitar ao máximo a vida, ao máximo a sua juventude, ao máximo um estado de saúde coerente.

Então para nos mantermos todos em boa saúde, a

medicina do futuroterá grandes

desafios.

Essa é a nossa obsessão.


Criar medicamentoscapazes de erradicarum bom número de doenças mortais.

Regenerar os nossos órgãos, dar-lhes uma segunda vida? Atingiremos a

imortalidade?

Prevenir as doenças mais cedo.

Curá-las.

Reparar o nosso corpo.


Um pouco da História da Medicina


Os pioneiros nesta luta pela melhoria da saúde nos dias de hojeseguem os passos daqueles que, no passado da humanidade sonharam em ‘preservar a nossa saúde’.

Desde sempre o homem procurou combater os seus males, retirando da natureza remédios para ‘curar as feridas’ e ‘recuperar forças’.

Imhotep (final século XXVII a.C.), há cerca de 3600 anos atrás no Egito desenvolveu a arte de fechar as feridas.


Mas o homem queria também ‘entender a doença’: Hipócrates (460 a.C., Cós) há cerca de 2400 anos

atrás na Grécia.

Galeno (Cláudio Galeno ou Élio Galeno, proeminente médico e filósofo romano de origem grega) por volta dos anos 199 a 217na Turquia.

1. Fazer o repertório dos males 2. Desenvolver tratamentos e 3. Sistematizar métodos.

Avicenna no século XI --» estabelece os fundamentos da medicina ocidental no Irão.


E o homem queria então ‘compreender o corpo’ e as suas disfunções.

Dr. René Laennec (francês) no início do século XIX inventou o estetoscópio(l'Auscultation Médiate)

Consegue-se pela primeira vez ouvir o que se passa lá dentro.


Wilhelm Conrad Röntgen (alemão) em 1895, faz a descoberta dos Raio Xe abre a era da imagiologia médica.

(Wilhelm Röntgen ganhou o primeiro Nobel atribuído à Física, em 1901)

A partir de então, consegue-se ver o interior do corpo humano.

o primeiro Raio X, mão de Bertha, esposa do Röntgen)


Outros procuram a ‘raiz do mal’ para melhor o combaterem

Louis Pasteur (francês), que revela o papel dos microrganismos nas doenças contagiosas ainda no século XIX.

Alexander Fleming (britânico), descobre a penicilina em 1928.

É o início dos antibióticos, a arma poderosa contra as doenças infeciosas.

Começamos então erradicar certas doenças.

Alexander Fleming

Louis Pasteur


Em meados do século XX, entramos na fase da ‘substituição de órgãos’ defeituosas do nosso corpo.

Christian Barnard realiza o primeiro transplante de coração na África do Sul em 1967.

Christian Barnard(1922-2001)


James Watson (americano) e Francis Crick (britânico) descobrem a estrutura do ADN, essa molécula que contém o nosso património genético, na Universidade de Cambridge, Reino Unido, 1953.

two-strand ordouble-helix

Francis Crick

Francis Crick(1916-2004)James Watson

(1928- )

James Watson

(ganharam o Nobel de Medicina,1962)

James Watson (aos 90 anos)


Ao longo do século XX, no hospital, no consultóriomédico, e até mesmo em casa, a medicina se torna cada vez mais eficiente.

Em 2001, descodifica-se pela primeira vez todo o genoma humano.

E como será amanhã?

Como será o futuroda medicina?

Surge a esperança de tratar nossas doençasintervindo diretamente nos nossos genes.

(sequência dos 23 pares de cromossomos do núcleo de cada célula humana)

Robótica & Biónica II______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

A medicina do futuro irá utilizar os progressos tecnológicos que surgem cada vez mais e mais.


A medicina do futuro terá como objetivo detetar mais cedo as doençase personalizar os tratamentospara haver menos efeitos secundários.

A medicina do futuroserá uma medicina

1.focalizada, 2.personalizada,

3.digital e 4.molecular.

A medicina do futuro irá

integrar no tratamento a

complexidadede cada

paciente.

Será umamedicina preditiva, preventiva e até regenerativa.


É impressionante o avanço da Medicina


As tecnologias da informação e comunicaçãona Medicina do futuro


As tecnologias da informação e comunicação estão por toda a parte. Nos transportes, em casa, nos locais de trabalho.

Estamos constantemente informados, conectados, ligados aos outros, graças aos nossos ‘smart phones’, ‘tablets’, e ‘computadores’.

O mundo digital tem transformado o nosso modo de vida e irá alterar a nossa relação com o corpo e com a nossa saúde.


A observação do ‘ritmo cardíaco’, do ‘índice de massa corporal’, o cálculo do ‘número de calorias ingeridas’, o cálculo do ‘número de calorias gastas’, a avaliação da ‘pressão arterial’, a nossa higiene,…nenhum dado pessoal será deixado de lado.

Ligados à Internet, relógios, pulseiras, vestuário, balanças ou escovas de dentes serão verdadeiros instrumentos de auto mediçãoe oferecerão a possibilidade de assumir em tempo real a vigilância(a monitorização) do nosso corpo.


E mais: ‘antecedentes familiares’, ‘intervenções cirúrgicas’, ‘doenças crónicas’, resumindo, encontraremos aí todos os pormenores mais íntimos do nosso percurso médico.

Tudo passará a ser examinado e analisado e os médicos terão acesso a uma ‘base digital de dados’ que fornecerá maior conhecimento de nós em qualquer momento.


Claramente, o papel do médico vai transformar-se. Terá de dominar a tecnologia.

Não só médicos diferentes, mas também novos auxiliares de saúde digital, que conheçam as possíveis disfunções tecnológicas que possam existir e os seus efeitos secundários.


O hospitaltambém se vai transformar.

Os hospitais que gerarão essas infraestruturasde comunicaçãodigital, que armazenarão os dados dos pacientes.

Com isso, surgirão novasprofissões.


O acompanhamento digitalda nossa saúde vai gerar um fluxo de dados que estarão disseminados na Internet.

Uma gigantesca ‘cloudmédica’ através do mundo.


Essas informações numa base digital de dados (cloud médica) pode criar problemas de segurança.

Será que esses dados recolhidos servirão realmente para que a pessoa melhore seu estado de saúde, através de uma melhor prevenção ou prestação de cuidados às doenças?

Ou, por exemplo, esses dados virem a servir para que as companhias ajustem os seus prémios dos seguros ou a garantia de cobertura dos seguros em função dos dados recolhidos?

A confidencialidade dos nossos dados médicos é, pois, um desafio crucial para a medicina.


Mas entretanto, a multiplicação/dis-seminação destas informações dos pacientes nesta ‘cloud médica’, vai abrir uma nova era de segmento terapêutico.

Cada médico disporá a qualquer momento (em permanência) da totalidade do nosso histórico médico e biológico analisado por software ao serviço de um melhor diagnóstico.

Um diagnóstico precisoserá indispensável para uma medicina preventiva. (para tratar as doenças o mais cedo possível e para melhor as curar)


Imagiologia médica Medical imaging


A imagiologia médica tem feito progressos espetaculares. Por exemplo, já são capazes de detetar tumores de menos de 1 mm. Com o exame do nosso corpo em 3D os médicos passarão a ter o nosso duplo/imagem digital.

Poderão então mergulhar no interior do nossoorganismo sem danificar nada.


A imagiologia permite ver a posição dos nossos órgãos em tempo real, e constitui uma ferramenta de diagnóstico extremamente sofisticada para os médicos e crucial para os cirurgiões.

Em breve o cirurgiãovai ver artérias, veias, nervos que normalmente o olhonão permite ver.

Vai poder ver a célula, o que será extraordinário!

O cirurgião vai poder, através das técnicas de laser confocal, ver a célulacom uma profundidade de 200 mícrones.

É algo que era inimaginável! Vai ver o invisível!


Com técnicas sofisticadas de fluorescência, vai-se poder ver os fluxos sanguíneos.

ou ver a vascularização de um intestino, antes de cortar/seccionarou suturar.


Video - Medical imaging


Nanotecnologia, Nanorobôs

‘Nanorobôs’ ou ‘nano-máquinas’ começam a aparecer de forma experimental e em breve avançarão com aplicações em muitas áreas a medida que a manipulação de objetos de tamanho nanovai sendo dominado


Os ‘nanorobôs’ terão aplicações no diagnóstico, na prevenção e no tratamento de doenças.

Um exército de ‘nanorobôs’ irão andar continuamente dentro no nossos corpos a vasculhar por informações, e a procura de defeitos.


‘Nanorobôs’ serão projetados (‘designed’) com capacidades para detetar tumores no corpo e serão capazes de fornecer um diagnóstico de cancro em um estágio muito inicial e desta forma aprimorar o prognóstico da doença


‘Nanorobôs’ têm a vantagem de produzir tratamento direcionado ao alvo

Hoje, tratamentos de cancro têm efeitos secundários bastante severos causados pela destruição de células saudáveis


‘Nanorobôs’ injetados na corrente sanguínea do paciente, irão carregar medicamentos diretamente para células cancerígenas, sem afetar as sadias


No campo da hematologia ‘nanorobôs’ serão usados desde o desenvolvimento de métodos artificiais de transportar oxigênio no corpo, após um trauma de grande dimensão, até a melhoria da capacidade de coagulação do sangue no evento de hemorragiasperigosas

A ‘Nanorobótica’ vai poder proporcionar um exército de robôs com proporções minúsculas entrar no corpo humano para:

o atacar células cancerígenas,

o destruir bactérias e vírus,

o inserir medicamentos em células específicas,

o desobstruir artérias,

o realizar cirurgias minimamente invasivas,

o aumentar índice de fertilidade,

o neurocirurgias em lesões de nervos na espinha dorsal,

o tratamento de aneurismas cerebrais,

o tratamentos dentários,

o etc.



Diagnóstico, Previsão, Prevenção e Tratamento


O século XX foi dominado pela Física, a invenção do transístor, o desenvolvi-mento da eletrónica e da informática.

O século XXI será dominado pela Biologia.

As análises médicas lentas e caras e a espera do resultado deixarão de existir.

Teremos ao nosso alcance verdadeiros la-boratórios em chips, os "Lab-on-a-chip", laboratórios médicos miniaturizados, tão poderosos que serão capazes de diagnosticar de forma fácil e bem mais rapidamente as nossas doenças.

Uma gota de sangue


Os "Lab-on-a-chip", também conhecido por "dispositivo microfluídico" é uma amostra da revolução da análise médica, da mesma ordem que da chegada dos microprocessadores na informática.

One Drop Diagnostics é uma empresa que desenvolve um novo tipo de diagnóstico médico.

Um dispositivoque deteta doençasatravés de uma gota de sangueem menos de 10 minutos.

O Lab-on-a-chip tem 2 componentes principais: 1. chip microfluídico, que é descartável, e o 2. leitor, que é reutilizável.

É muito fácil de usar.

Começa-se por picar o dedo, recolher uma gota de sangue que se insere depois no chip microfluídico.


Numa gota de sangue há milhões de diferentes células, plaquetas, os glóbulos vermelhos, os glóbulos brancos e também alguns mil milhões de proteínas, ácidos nucleicos e pequenas moléculas.

O chip microfluídico vai filtrar o sangue e canalizar o plasma pelo chip.

O plasma contém biomarcadores que podem estar ligados a certas doenças.

Há diversos biomarcadores que são conhecidos, biomarcadores para o cancro, para as doenças cardio-vasculares.

A glicose no sangue, pode ser usada para os diabetes.


O médico vai interpretar a concentração desses biomarcadores para identificar se o paciente tem alguma doença.

Os Lab-on-a-chip serão inovadores e revolucionários em relação ao diagnóstico médico.

Lab-on-a-chip estará disponível em toda parte e que os pacientes poderão testar-se em casa, como na farmácia ou no consultório médico.


Veremos de forma quotidiana o boletim de saúde deles como nós consultamos cada manhã o boletim meteorológico.

As análises biológicas serão muito mais frequentes e mais fáceis, para uma prevençãoassistida das doenças.

No gabinete do médico, ou em casa, a mini-aturização e os Lab-on-a-chipvão radicalmente modificar os tratamentos.

Que sejamos capazes de diagnosticar as doenças de forma mais eficaz, de prestar um tratamento com base nesse diagnóstico e de tratar todas as doenças que afligem agora a Humanidade.

A biologia se tornará em uma ciência da informação, seremos capazes de conhecer tudo sobre o corpo humano como se sabe tudo sobre um chip eletrónico.


A predição implica em antecipar ou prever factos utilizando o conhecimento já existente (não uma bola de cristal).

A medicina do futuro será preditiva.

Vamos detetar as doenças muito antes de se agravarem.

Vamos detetar doenças antes que elas se instalem.

E curá-las nesta fase inicial, antes de se tornarem crónicas.


Certos gigantes da informática apostam na decodificação do genoma humano para prevenir e até mesmo predizer as doenças.

Graças à análise do nosso ‘DNA’ os médicos conhecerão todas as nossas predisposições para certas patologias, preverão o aparecimento de cancros, e até avaliarão a nossa esperança de vida.

O conhecimento do genoma pode prever e, por isso, prevenir algumas doenças. Em geral doenças raras.

O conhecimento do genoma irá permitir também prever algumas intolerâncias a certos medicamentos.


Mas entretanto, a partir da sequência do genoma não é possível predizer todas as doenças que afetará um indivíduo em sua vida.

A grande maioria das doenças que afetará um indivíduo está ligada a fatores do ambiente para os quais o conhecimento do genoma será muito pouco informativo.

Portanto, a descodificação do genoma não é de grande interesse para o diagnóstico.

Em contra partida, em matéria do tratamento, o conhecimento do genoma pode mudar as muito.

Depois de detetadas as anomalias genéticas das nossas células, ou das nossas bactérias, a descodificação do genoma permitirá os médicosdesenvolverem um tratamento personalizado para cada um de nós.

Um tratamento focalizado, um tratamento que utiliza as características individuais de um doente e que vai tomar como alvos as características moleculares específicas da sua patologia.

Bactérias resistentes aos antibióticos(AntiMicrobial Resistance)



Há mais de 10 mil milhões de bactérias que povoam o nosso corpo seja sobre a pele, nos pulmões ou nos intestinos.

Essas bactérias são chamadas de bactérias comensais.

São na maioria, necessárias, essenciais ao bom funcionamento do nosso corpo, necessárias para uma boa saúde.

Os antibióticos atuais são verdadeiras armas de destruição maciça que vão matar todas as bactérias: as más, mas também as boas.

O que por sua vez, causa o aumento da “resistência aos antibióticos”.

Essa “resistência aos antibióticos” está sendo considerada como um dos maioresflagelos do século XXI que nos espera.

Produtos com

bactérias comensais


A OMS (WHO) prevê que em 2050 a primeira causa de morte no mundo seja a de infeções causadas por bactérias resistentes aos antibióticos. (AMR = AntiMicrobial Resistance).


Portanto, é necessário desenvolver medicamentos para impedir que essas “bactérias multirresistentes” se espalhem pelo mundo inteiro.

Na Eligo Bioscience desenvolvem ‘antibióticos inteligentes’,

‘eligobióticos’, que podem matar de forma muito específica as más bactérias, deixando totalmente intactas as boas bactérias, que é o resto da flora dos micróbios que temos no corpo, na pele, nos intestinos.

Caso contrário, em breve já não se ousará operar uma pessoa a uma prótese, ou por um dente do siso, porque o risco de infeção dessas “bactérias multirresistentes” será demasiado alto.

Do latim ‘Eligo’ quer dizer ‘escolher’, ‘selecionar’.

Para combater as más bactérias usam uma espécie de tesouras mole-culares para cortar o ADN destas “bactérias resistentes” e virulentas.


Um dos pontos fortes desta técnica é poder cortar muito especificamente o DNA das bactérias nocivas, o que lhes provocará a morte.

É preciso conhecer precisamente as bactérias que nos deixam doentespara poder ir destruí-las.

Ou seja, é uma estratégia de medicina personalizada de diagnóstico, que vai permitir estabelecer precisamente as bactérias nefastas e poder visá-las com um ‘eligobiótico’ extremamente preciso.

Hoje já desenvolvemos provas de conceito em seres vivos, em ratos.

Provou-se que pode-se descolonizar os ratosde estafilococo dourado resistente que já causou a morte de muitos doentes.


A medicina do futuro vai ser muito mais preventiva.

Com o desenvolvimento de novas tecnologias, vamos poder diagnosticar as causas das patologias.

Com uma medicina mais preventiva, focalizada e personalizada, poderemos então sonhar que nunca mais adoeceremos?

Nesse quadro, os ‘eligobióticos’ vão fazer todo o sentido, já que poderemos eliminar as poucas bactérias que estão na raiz de inúmeras patologias antes de se multiplicarem e que os sintomas apareçam.

Medicina regenerativa


Com a medicina regenerativa poderemos também reparar os nossos órgãos.

A medicina regenerativa terá o objetivo de reconstruir uma célulaou um órgão ou uma função onde ela foi alterada ou destruída.

Os geneticistas reprogramam as nossas células para que elas possam evoluir para ser o órgãoque se desejar: fígado, coraçãoou pele.


Com o uso da reprogramação celular é possível vislumbrar, a médio e longo prazo, a criaçãode órgãos customizados.

A partir de um fragmento da sua pele ou até da própria urina, pode-se criar um coração novo para si.


Os avanços médicos nesta área serão obtidos com a capacidade de utilizar a impressão 3D com elementos provenientes do ser vivopara reconstruir ou para substituirórgãos,…

… assim como com a utilização de nanomateriais, que, injetados nos órgãosvão estimularcélulas estaminais.


Recriar órgãos a partir das nossas próprias células.

Por mais louco que se pareça, vamos reparar o nosso corpo com órgãos sob medida, quando estes apresentarem problemas.

Iremos imprimir órgãos humanos e tecido humano.

A bioimpressora poderá, potencialmente, imprimir vida.


Para poder viver mais é preciso aumentar o tempo de vida dos nossos órgãos (nosso coração, nosso fígado, nossos rins, etc.)

Não basta apenas ‘evitar as doenças’, é preciso regenerar os nossos tecidos e os nossos órgãos.

Assim,… falhou, trocou!

A população mundial está a envelhecer cada vez mais, é necessário pensar em alternativaspara que essas pessoas envelhe-çam com saúde.


A tinta biológica que se usa na impressora 3D baseia-se em componentes naturais e contém de 80% a 90% de água.

O mesmo pode-se fazer com todos os órgãos e membros do corpo humano.

Imagine a orelha de um paciente. Após fotografá-la bem, faz-se uma réplica digital.

Vai-se conseguir recriar corações, fígados, rins, etc.

Ou seja, faz-se um modelo por computador que o software usará na impressora 3D para imprimir a orelha do paciente, com toda aestrutura e pormenores.


No futuro poderemos imprimirórgãos humanos e membros do corpo humano ali, na sala do bloco operatório e implantá-los logo a seguir no paciente.

A bioimpressão (‘bioprinting’) avança a passos largos.

Ainda há desafios para serem ultrapassados, como a vasculari-zação nos órgãos sólidos.

Mas a medicina regenerativa irá causar mudanças para a populaçãoe para o futuro dos seres humanos.

Próteses inteligentes (‘smart prosthesis’)


Gostaríamos que descobrissem como fazer crescer de novo uma perna, um novo braço.

o Recuperar sensações e o restaurar o sentido do tato,

Seria um futuro fantástico para a Medicina.

Enquanto isso não é possível, as próteses inteligentes (‘smart prosthesis’) são o que mais se aproximam disto.


Como as salamandras, cujas caudas voltam a crescer.

uma barreira que a ‘Medicina protética’ deseja ultrapassar no futuro.

Biomecatronics, MIT Media Lab


Um grupo de investigação em próteses inteligentes(‘smart prosthesis’)mundialmente famoso.

Towards the end of

disability

O Grupo de Biome-catrónica do MITprocura avanços na ciência da bio-mecânica e no controlo do nosso movimento bioló-gico para aplicar no projeto de ‘tecnologia dereabilitação’ e do ‘aumento das capacidades humanas’.

Biomecatronics, MIT Media Lab


OSSUR, Reykjavík, Islândia.


Outro grupo de investigação em próteses inteligentes

(‘smart prosthesis’)mundialmente famoso.

No futuro, a tecnologia vai permitir-nos usar sensores que se ligarão diretamente a uma estrutura fisiológica existente, como os músculos ou nervos

e assim vamos poder obter o sinal diretamente tal como é emitido pelo sistema nervoso periférico ou pelo arco reflexo.


Sensores localizados em membros residuais de amputados transtibiais(tíbia) e transfemorais(fêmur) medem a atividade elétrica do músculo.

Estes sensores então transmitem essas informações por um sistema sem fios(‘wireless’) ao computadorintegrado na prótese.

Ou seja, comandar a prótese com o pensamento.


A mente diz ao músculo para mexer o tornozelo e mover o pé e ele se move.

Um sensor na perna permite mover o pé com os músculos

Uma perna artificialdotada de sensores e ligadas diretamente aos nervos.



A possibilidade de reparar o homem com ‘próteses inteligentes’ (‘smart prosthesis’) é importantíssimo para o médico porque infelizmente ainda somos demasiadas vezes confrontados com patologias que:

o destroem um órgão, o que destroem uma função humana, o que nos colocam perante a invalidez.

Estas próteses podem atenuar a invalidez, da forma mais integrada possível.


As ‘próteses inteligentes’ (‘smart prosthesis’) ficarão cada vez mais bem ligadas ao nosso corpo.

Ou seja, essas prótesesvão se integrar com o nosso corpo..

A fronteira das próteses com os nossos membrosde carne e osso irá então definitivamente desaparecer.

O homem biónico



Esse sonho de reparação ideal, poderia também fazer nascer a tentação de ‘aumentar’ o ser humano, ou seja, de melhorar as capacidades do nosso corpo humano (além da conta).

O homem ‘aumentado’ (nas suas capacidades),

Poderemos passar de um ‘homem reparado’ a uma outra humanidade,

O objetivo da medicina deveria ser acima de tudo nos tratar, tornar-se preventiva, localizada, personalizada e tecnológica.

Mas no futuro poderemos querer ir além.

o ‘homem biónico’.

a do homem de capacidades ‘aumentadas’, a do ‘homem biónico’.



Um ‘ser biónico’ com o qual, entre outras coisas, ampliaríamos consideravelmente a esperança de vida, …

Essa é uma visão futurística do ‘homembiónico’, um ‘homem máquina’, ao qual se substituem as peças, como em um auto-móvel, quando elas estiverem doentes.

A tentação da imortalidade é forte.

… e quem sabe? chegar à vida eterna.

Ficando livre desse incómodo que ‘envelhece’, que é o nosso corpo.

Obrigado!

Felippe de [email protected]

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