Análise da respiração humana para o diagnóstico precoce da Doença Renal Crônica - DRC - Universidade Federal do Espírito Santo - UFES

Descrição do projeto:

2.1 - Objetivos Gerais

O objetivo geral deste projeto consiste na montagem de um espectrômetro fotoacústico completo na UFES/Alegre, possibilitando estudos sobre a análise de biomarcadores que auxiliam no diagnóstico precoce e no tratamento do problema de saúde pública apontado neste projeto, a doença renal crônica.

2.2 - Objetivos Específicos

Dentre os objetivos específicos deste projeto, podemos destacar:

• Utilizar a modelagem computacional baseada no Método de Elementos Finitos (MEF) para simular o desempenho de um sensor fotoacústico variando parâmetros geométricos do sensor. Cabe mencionar que o software proprietário a ser utilizado (Comsol Multiphysics) teve sua licença adquirida com recursos da FAPES em 2017 (Projeto: Simulação, Construção e Análise de Performance de Células Fotoacústicas para a Detecção de Gases em Níveis de Traços) e está disponível para uso na instituição.

• Construir o sensor fotoacústico otimizado pela simulação numérica, utilizando uma impressora 3D de resina líquida fotossensível. Cabe mencionar que a impressora 3D de resina líquida fotossensível foi adquirida com recursos da FAPES em 2017 (Projeto: Simulação, Construção e Análise de Performance de Células Fotoacústicas para a Detecção de Gases em Níveis de Traços) e está disponível para uso na instituição.

• Montar o espectrômetro fotoacústico completo contendo, essencialmente, o Laser, o sensor fotoacústico, o amplificador Lock-in e os controladores de fluxo de amostra.

• Realizar calibração avaliando o desempenho do espectrômetro fotoacústico na detecção de amônia, metano e acetona, utilizando cilindros de gases certificados. Após esta
etapa, o sistema estará pronto para a medição de biomarcadores nas amostras reais de respiração humana.

• Realizar um estudo comparativo das concentrações dos biomarcadores (amônia, metano e acetona) presentes na respiração de um grupo de voluntários saudáveis e em
pacientes voluntários que possuem obesidade, diabetes mellitus e DRC, tentando estabelecer relações das concentrações dos biomarcadores com a idade e os diferentes estágios da doença. Para esse estudo, os grupos de voluntários saudáveis e com DRC serão formados por pessoas residentes nas cidades de Alegre e de Guaçuí. Este estudo irá fomentar dados que serão discutidos com nefrologistas da região.

• Realizar um estudo sobre influência do tratamento de hemodiálise e o seu impacto na redução das emissões de amônia na respiração dos pacientes voluntários que realizam hemodiálise na Santa Casa de Misericórdia de Guaçuí. Para esse estudo, amostras de um mesmo indivíduo serão coletadas antes e após o tratamento. Este estudo irá fomentar dados que serão discutidos com nefrologistas da região.

• Realizar ciclos de divulgação científica do projeto e médicos convidados da região, mostrando o cenário da obesidade, diabetes mellitus e da DRC no Brasil e no estado do
Espírito Santo, bem como divulgar o método desenvolvido neste projeto. Tais atividades

• Criar um projeto de extensão universitária para atender a comunidade, mais especificamente, estudantes das escolas públicas de Alegre, Guaçuí e da própria UFES/Alegre.
Dentre as atividades da extensão, serão realizados palestras e seminários com integrantes do projeto e médicos convidados para discussões sobre o cenário da obesidade, diabetes mellitus e da DRC no Brasil e no estado do Espírito Santo, bem como divulgar o método desenvolvido neste projeto. Neste projeto, o espectrômetro fotoacústico estará disponível na UFES para aferição de biomarcadores em voluntários.

 

Metas:

• Ampliação da infraestrutura para pesquisa relacionada a detecção de gases em níveis de traços, isto é, baixas concentrações.
• Aprimoramento da metodologia de modelagem e impressão dos sensores fotoacústicos, possibilitando inovações que acarretem possíveis patentes.
• Treinamento e capacitação de alunos em nível de graduação, mestrado ou doutorado nas práticas laboratoriais de detecção e monitoramento da concentração de biomarcadores.
• Inclusão de nova metodologia desenvolvida na universidade no sistema público de saúde do Espírito Santo, atuando diretamente na comunidade, especialmente Alegre e Guaçuí.
• Contribuir para a melhoria do serviço público de saúde prestado aos pacientes. Cabe mencionar que esta meta está inserida no contexto dos Objetivos de Desenvolvimento
Sustentável (ODS) da Agenda 2030, especificamente, o objetivo 3, que visa a garantir uma vida saudável e promover bem-estar a todos.
• Promover ações educacionais para conhecimento do cenário da obesidade, diabetes mellitus e DRC no brasil e no Espírito Santo, bem com apresentar seus fatores de risco e metodologias que permitem um diagnóstico precoce deste notável problema de saúde pública.

• Disponibilizar um espaço em laboratório na universidade para que médicos da região e a população sejam beneficiados com um sistema de detecção de biomarcadores altamente sensível e seletivo que permite realizar análises da respiração de forma gratuita, formalizado através de um projeto de extensão.

 

Resultados esperados:

• Espera-se que, com a ampliação da infraestrutura para pesquisa relacionada a detecção de gases em níveis de traços, a universidade possa estabelecer novas cooperações e desenvolver novos estudos para além do objetivo proposto neste projeto, tais como: a análise de poluentes atmosféricos específicos advindos da queima de combustíveis, estudo de diferentes biomarcadores associados a outras doenças do corpo humano, o estudo das emissões gasosas do solo associadas ao uso de fertilizantes, o estudo das trocas gasosas associadas ao processo de amadurecimento como mecanismo de avaliação das diferentes técnicas que permitem retardar a sua maturação, dentre outras.

• Espera-se que, com o aprimoramento da metodologia de modelagem e impressão dos sensores fotoacústicos, a universidade possa avançar para estudos que objetivam não só a aplicação da espectroscopia fotoacústica, mas a construção de sensores fotoacústicos inovadores com possibilidade de futuras patentes.

• Espera-se que, com treinamento e capacitação de alunos na detecção e monitoramento da concentração de biomarcadores, a universidade possa exercer seu papel na
formação e recursos humanos em uma área científica cujos estudos impactam diretamente a comunidade, especialmente de Alegre e Guaçuí.

• Espera-se que, ao incluir a metodologia proposta no sistema público de saúde do Espírito Santo, o projeto possa atuar na melhoria dos serviços públicos de saúde prestados à comunidade. Esta ação está inserida no contexto dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030, especificamente, o objetivo 3, que visa a garantir uma vida saudável e promover bem-estar a todos.

• Espera-se que, ao favorecer o diagnóstico precoce da DRC pela análise de biomarcadores e/ou ações educacionais, este projeto contribua para redução do número de
pacientes que possivelmente teriam evolução para o estágio grave da DRC, reduzindo a necessidade de hemodiálise ou transplante renal. Esta redução implica diretamente na redução dos custos do SUS.

• Espera-se que, ao formalizar um projeto de extensão, a universidade possa através deste projeto, oferecer à comunidade, inclusive os estudantes da educação básica, ações de ensino, pesquisa e extensão, um tripé indissociável que é um dos objetivos principais UFES.
Espera-se difundir os procedimentos metodológicos e resultados dos estudos sobre a presença de biomarcadores na respiração humana em encontros científicos locais, regionais, nacionais e internacionais.

• Espera-se que o fomento deste projeto com seus resultados positivos possa fortalecer ainda mais a cooperação entre a UFES/Alegre e a UENF cujas atividades terão continuidade mesmo após a finalização deste projeto.

 

Beneficiários:

De forma geral, o público-alvo alcançado pelo projeto em sua totalidade é formado por jovens da educação básica (ensino médio) das cidades de Alegre e de Guaçuí, estudantes da UFES em Alegre e moradores das referidas cidades.
Para o estudo que envolve a comparação da concentração de biomarcadores na amostra de respiração de indivíduos saudáveis com indivíduos que possuem DRC, o número estimado é de 20 participantes.
Para o estudo sobre influência do tratamento de hemodiálise na Santa Casa de Misericórdia de Guaçuí, espera-se pelo menos 20 pessoas participem do processo de coleta de amostra antes e depois da seção de hemodiálise. Tendo em vista que o setor tem capacidade para 96 pacientes, foi projetada aqui uma adesão voluntária ao projeto de cerca de 21% dos pacientes. Quanto ao número de indivíduos que participarão das atividades educacionais e extensionistas deste projeto, considerando os eventos e visitas nas escolas públicas de educação básica (ensino médio) e o público da própria UFES/Alegre, estima-se uma participação de no mínimo 500 pessoas registradas no período de duração deste projeto. Vale ressaltar que essa é uma estimativa representa somente cerca de 12,5 % dos alunos da UFES de Alegre.
Portanto, o presente projeto prevê uma participação total de 540 pessoas. Contudo, é fundamental ressaltar que, após o término do presente projeto as atividades extensionistas e as análises da respiração de voluntários terão continuidade e contribuirão para aumentar o número de participantes. Além disso, a existência de um site com material informativo e vídeos curtos sobre a metodologia de detecção de biomarcadores e os resultados obtidos permite expandir as ações deste projeto de tal forma que atinja um número bem maior de pessoas, inclusive fora de Alegre e Guaçuí.