Cola inspirada em cracas marinhas ajuda a estancar hemorragias

Março de 2022

Karie Bate, escritora freelance

Há dez anos, o cientista e engenheiro Hyunwoo Yuk, que é pesquisador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), trabalha para impedir que dois milhões de pessoas morram todos os anos por conta de hemorragias decorrentes de lesões graves e cirurgias invasivas. Como? Ele adora resolver desafios complexos. Ele tem uma motivação pessoal. Ele gosta de assar pães caseiros e volta e meia tira de seu interior uma fornada de novas ideias. E ele deixa seu raciocínio fluir por caminhos inusitados.

Hyunwoo Yuk e seus colegas pesquisadores misturaram micropartículas pegajosas e óleo de silicone para bloquear a passagem de sangue por um tecido. A solução forma uma camada selante em torno dos tecidos, com desempenho muito superior ao de técnicas tradicionais no controle de hemorragias. (Foto: cortesia de Hyunwoo Yuk)

“Os engenheiros são pessoas que adoram solucionar problemas com base em ferramentas e conhecimentos científicos”, diz ele. “Eu sempre me sinto muito motivado quando tomo conhecimento de um problema importante que ainda não foi bem resolvido e que tem a ver com a minha área de especialidade – ainda mais quando se trata de algo que remete a experiências da minha vida pessoal.”

Quando tinha 22 anos, o irmão mais novo de Hyunwoo Yuk caiu do quinto andar de um edifício e sofreu diversas lesões traumáticas, incluindo uma lesão aórtica, que causou uma hemorragia grave. Posteriormente, ele soube que as diversas cirurgias a que seu irmão foi submetido duraram duas vezes mais que o inicialmente planejado em razão da dificuldade que os médicos tinham para estancar os sangramentos. “A presença de uma forte motivação pessoal [para resolver] o problema me estimulou a buscar soluções melhores”, diz ele.

Seu entusiasmo pela panificação artesanal também impulsiona suas criações. “Uma das coisas que eu mais gosto de fazer são muffins. São receitas fáceis e eu me divirto acrescentando diferentes ingredientes. Provavelmente isso é um reflexo do que eu gosto de fazer como cientista e engenheiro de materiais, ou seja, usar componentes relativamente simples para criar materiais de desempenho superior.”

Uma abordagem inusitada para estancar hemorragias

Desde que iniciou seus estudos de pós-graduação, há sete anos, Hyunwoo Yuk vem tirando novas ideias do forno para produzir uma série de tecnologias bioadesivas, que têm por objetivo estancar e controlar hemorragias rapidamente em pessoas que sofrem lesões traumáticas ou são submetidas a cirurgias intensivas.

A mais recente de suas invenções, desenvolvida nos últimos quatro anos, é uma cola ou pasta branca cuja textura lembra um creme dental e que adere a superfícies cobertas de sangue. E sua origem é realmente inusitada. A inspiração para a inovação de Hyunwoo Yuk veio das humildes cracas marinhas, um crustáceo minúsculo que vive agarrado a rochas.

As cracas, assim como os tecidos de animais e humanos, vivem expostas a ambientes úmidos e sujos. Estão expostas a água e sujeira, ao passo que os tecidos corporais de animais e humanos também são úmidos e “sujos”, devido a sua interação com o sangue, que é, por natureza, um fluído contaminado. A técnica que as cracas usam para aderir a superfícies despertou o interesse de Hyunwoo Yuk e sua equipe de pesquisadores.

Eu sempre me sinto muito motivado quando tomo conhecimento de um problema importante que ainda não foi bem resolvido e que tem a ver com a minha área de especialidade – ainda mais quando se trata de algo que remete a experiências da minha vida pessoal.

Hyunwoo Yuk, engenheiro e pesquisador do MIT

Eles descobriram que as cracas conseguem aderir a superfícies úmidas e sujas graças a moléculas de proteína pegajosas, que permanecem suspensas em um óleo que repele a água e contaminantes. Essa funcionalidade serviu de inspiração para que Hyunwoo Yuk e sua equipe criassem uma solução pegajosa, que funciona de modo semelhante e ajuda a estancar o sangramento em tecidos animais.

Em vez de recorrer à mesma proteína usada pelas cracas em sua cola experimental, os pesquisadores misturaram micropartículas pegajosas e óleo de silicone, criando uma substância selante que impede a passagem de sangue por um tecido. “Para um adesivo funcionar, é preciso selar o tecido, bloqueando o contato com células de sangue contaminadas”, explica Hyunwoo Yuk.

“Da perspectiva da engenharia, esse tipo de solução inusitada e improvável é importante, pois oferece um desempenho muito superior ao de técnicas tradicionais no controle de hemorragias”, enfatiza.

Nos últimos sete anos, Hyunwoo Yuk vem tirando ideias do forno para produzir uma série de tecnologias bioadesivas que têm por objetivo estancar e controlar hemorragias rapidamente em pessoas que sofrem lesões traumáticas ou são submetidas a cirurgias intensivas. Sua última invenção é uma cola ou pasta branca, cuja textura lembra um creme dental e que adere a superfícies cobertas de sangue. (Foto: cortesia de Hyunwoo Yuk)

O que diferencia a invenção de Hyunwoo Yuk de outras soluções existentes no mercado?

Em um estudo publicado em agosto de 2021 na revista Nature Biomedical Engineering, Hyunwoo Yuk e sua equipe demonstram como a cola produzida por eles é capaz de estancar um sangramento em questão de segundos. O experimento foi realizado em camundongos com hemorragia no coração e lesões hepáticas. A hemorragia persistiu nos camundongos que Hyunwoo Yuk tratou com produtos tradicionalmente usados por cirurgiões. Já no caso dos camundongos que foram tratados com sua cola oleosa, a hemorragia foi estancada em cerca de dez segundos. Camundongos e porcos testados com a cola sobreviveram.

Hyunwoo Yuk diz que sua invenção, além de poupar tempo, também é mais resistente que outros produtos similares, pois cria uma superfície selante mais firme ao redor dos tecidos. Além disso, diz ele, a cola tem potencial para atuar rapidamente em pacientes cujo organismo é incapaz de formar seus próprios coágulos sanguíneos em virtude de algum problema de saúde. Atualmente, as soluções existentes para estancar sangramentos perigosos dependem da capacidade natural do organismo de formar coágulos sanguíneos. Ao desenvolver sua tecnologia, os pesquisadores buscaram uma solução que fosse totalmente independente da formação de coágulos sanguíneos. “A nosso ver, a dependência da formação de coágulos sanguíneos naturais torna as coisas mais lentas e complicadas, além de excluir pacientes com determinados problemas de saúde”, diz Hyunwoo Yuk.

A propriedade intelectual (PI) é fundamental para qualquer tipo de startup de tecnologia, uma vez que constitui um elemento central para viabilizar relações produtivas com empresas maiores e atrair os tão necessários investimentos.

Hyunwoo Yuk

Próximos passos rumo à comercialização

Apesar de sua startup ainda não estar em condições de celebrar contratos comerciais, Hyunwoo Yuk diz que a Ásia e os Estados Unidos são grandes mercados potenciais. Enquanto isso, sua equipe está motivada para dar continuidade aos testes com a cola inspirada em cracas marinhas.

Com financiamento de investidores corporativos e individuais, os pesquisadores pretendem realizar mais ensaios pré-clínicos, agora com animais de maior porte (porcos), para otimizar a tecnologia em aplicações clínicas específicas e coletar os dados necessários à obtenção de uma isenção para dispositivo investigativo (IDE, na sigla em inglês) da U.S. Food and Drugs Administration, órgão de vigilância sanitária dos Estados Unidos, e viabilizar o primeiro ensaio clínico com humanos. A expectativa é que a cola seja testada em humanos dentro de 18 meses. Um dos principais objetivos dos pesquisadores será avaliar se a cola é capaz de estancar o fluxo sanguíneo durante intervenções cirúrgicas em órgãos sólidos (como fígado, baço e rins), em cirurgias cardiovasculares e em cirurgias endoscópicas (hemorragia gastrointestinal, entre outras). Eles também pretendem verificar o interesse das forças armadas pela aplicação da cola no tratamento de ferimentos por arma de fogo e de lesões por impacto.

Uma inovação com potencial promissor para pacientes e profissionais da saúde 

Os resultados do estudo sobre o impacto da cola no sangramento de tecido animal, embora ainda em seus estágios iniciais de desenvolvimento, são fonte de esperança para pessoas com problemas hematológicos, coronarianos e hepáticos que precisam de intervenções cirúrgicas.

A cola tem o potencial de reduzir o tempo que os cirurgiões dedicam ao controle de sangramentos durante procedimentos cirúrgicos. A substância também pode se mostrar útil em locais sem acesso a recursos cirúrgicos, como zonas de combate ou regiões carentes de recursos.

Embora ainda seja preciso esperar algum tempo para que a invenção de Hyunwoo Yuk saia do forno, os ingredientes parecem promissores. Certamente haverá milhões de pessoas famintas por ela.

Como Hyunwoo Yuk vê a importância da propriedade intelectual

Qual a importância da propriedade intelectual para o seu negócio?

A propriedade intelectual é fundamental para qualquer tipo de startup de tecnologia, uma vez que constitui um elemento central para viabilizar relações produtivas com empresas maiores e atrair os tão necessários investimentos. Uma das primeiras coisas que as empresas e os investidores querem saber é se a nossa tecnologia é protegida por patente. Com base nas experiências que tivemos até agora, é difícil imaginar como faríamos para realizar atividades básicas para avançar na comercialização sem ter nossas tecnologias e PI protegidas por patentes.

Como vocês protegem a sua propriedade intelectual?

Seguimos o procedimento tradicional, depositando pedidos de patente nacional e internacionalmente. Atualmente é comum que tecnologias criadas em laboratório se transformem em empreendimentos comerciais. Por isso, aumentaram os esforços educacionais e a conscientização de que a proteção da propriedade intelectual vai muito além da publicação de artigos acadêmicos. Como a proteção da originalidade e da propriedade de nossas ideias contra pesquisadores concorrentes é muito importante no meio acadêmico, para mim foi até natural e fácil compreender a importância da proteção da propriedade intelectual sob a forma de uma patente em nossa organização comercial.

Como tem sido a sua experiência com o processo de depósito de pedidos de patente?

Nos Estados Unidos, o pedido provisório inicial é rápido e simples. É fácil depositar um pedido de patente através de um dos departamentos de licenciamento de tecnologia, onde um pedido nos termos do PCT normalmente é apresentado juntamente com um pedido nacional, para que possamos ser protegidos internacionalmente com prioridade. O depósito formal de um pedido de patente é significativamente mais demorado e costuma envolver a orientação de um advogado especializado em patentes e do departamento de licenciamento de tecnologia da universidade, para que tenhamos certeza de que o valor comercial da PI justifica os custos jurídicos.

Vocês têm uma estratégia de propriedade intelectual?

Pretendemos incorporar a estratégia global de propriedade intelectual do MIT, que envolve a reunião e integração de soluções que compartilham tecnologias fundamentais para protegê-las contra violações. Apesar de ainda estarmos em um estágio muito inicial para termos uma estratégia de propriedade intelectual detalhada, essa será uma prioridade da nossa startup. Estou me dando conta de que a estratégia de propriedade intelectual, a começar pelos termos dos contratos de licença (se optarmos por nos desvincular das tecnologias da universidade), pode ter um impacto decisivo em todo o processo de comercialização. Estamos abordando esse processo cuidadosamente, com a ajuda especializada de consultores e assessores jurídicos.

Que lições você já tirou em relação à proteção de propriedade intelectual e que poderia compartilhar?

O que eu aprendi foi que uma patente é muito mais importante que a publicação de artigos acadêmicos quando se trata da comercialização de propriedade intelectual. Tenho me dedicado muito à elaboração de pedidos de patente consistentes para as minhas invenções mais recentes, e agora percebo que as minhas primeiras patentes eram um pouco frágeis, porque na época eu estava mais preocupado em publicar artigos acadêmicos do que em elaborar pedidos de patente realmente consistentes. Aprendi que um pedido de patente não consiste nem deve consistir em simplesmente “copiar e colar” um relatório de pesquisa. Deve haver lugar também para considerações comerciais, além dos aspectos tecnológicos da invenção, incluindo uma variedade ampla de reivindicações para impedir violações com base em pequenas modificações, etc.

A Revista da OMPI destina-se a contribuir para o aumento da compreensão do público da propriedade intelectual e do trabalho da OMPI; não é um documento oficial da OMPI. As designações utilizadas e a apresentação de material em toda esta publicação não implicam a expressão de qualquer opinião da parte da OMPI sobre o estatuto jurídico de qualquer país, território, ou área ou as suas autoridades, ou sobre a delimitação das suas fronteiras ou limites. Esta publicação não tem a intenção de refletir as opiniões dos Estados Membros ou da Secretaria da OMPI. A menção de companhias específicas ou de produtos de fabricantes não implica que sejam aprovados ou recomendados pela OMPI de preferência a outros de semelhante natureza que não são mencionados.