Cientistas do Instituto Terasaki de Inovação Biomédica, localizado nos Estados Unidos, criaram uma lente de contato inovadora que é flexível, reutilizável e capaz de identificar alterações fisiológicas relacionadas ao estresse através das lágrimas.
Minwoo Kim, o principal autor da pesquisa e pós-doutorando na instituição, destaca: “As lágrimas contêm mais dados sobre nosso organismo do que muitos imaginam. Essa lente possibilita acessar essas informações sem a necessidade de agulhas ou visitas a laboratórios, utilizando algo que já faz parte do cotidiano das pessoas.”
O estresse impacta diversos aspectos da saúde mental e física; contudo, monitorar as alterações fisiológicas associadas a ele pode ser desafiador. A serotonina, conhecida como o “hormônio da felicidade”, é uma molécula crucial no processo fisiológico do estresse e está presente nas lágrimas, tornando este fluido uma fonte promissora e minimamente invasiva para informações bioquímicas.
A pesquisa foi realizada para avaliar se uma plataforma ocular bioeletrônica flexível teria a capacidade de detectar a serotonina nas lágrimas com alta sensibilidade. Para isso, os pesquisadores elaboraram um dispositivo denominado “laboratório em uma lente de contato”, que combina um sensor fino e flexível com uma lente de contato convencional feita de gel.
Esse sensor utiliza um composto chamado ferroceno, que reage com a serotonina gerando um sinal elétrico pequeno. Esse sinal pode ser medido e convertido em dados que indicam a concentração da substância. Os resultados foram publicados na revista Science Translational Medicine e mostraram que o sensor consegue detectar serotonina em concentrações tão baixas quanto 72 picomolares — uma sensibilidade aproximadamente 200 vezes maior do que o necessário para medir os níveis normais desse hormônio nas lágrimas humanas.
Em um estudo realizado com camundongos submetidos a estresse crônico, observou-se uma diminuição nos níveis de serotonina nas lágrimas, enquanto o cortisol — conhecido como hormônio do estresse — aumentou tanto no sangue quanto nas lágrimas. Em um teste piloto com 10 voluntários sob um protocolo padronizado de estresse, os padrões das amostras lacrimais mostraram resultados semelhantes: os níveis de serotonina diminuíram durante o teste estressante e voltaram aos valores basais posteriormente.
A lente demonstrou manter medições precisas por até 400 usos ao longo de vários dias, indicando sua viabilidade para reutilização sem necessidade de descarte após cada uso.
Yangzhi Zhu, pesquisador principal e professor assistente no Instituto Terasaki, afirma: “O olho proporciona uma visão única da fisiologia ocular e sistêmica. Por meio do nosso projeto de bioeletrônica ocular, estamos criando dispositivos flexíveis que podem transformar o filme lacrimal em uma fonte contínua de dados bioquímicos ao longo do tempo. Embora a serotonina seja um foco inicial importante, nosso objetivo mais amplo é desenvolver sistemas oculares vestíveis capazes de monitorar múltiplos biomarcadores e sinais fisiológicos continuamente.”
Desafios
A próxima etapa para a equipe envolve evoluir da atual plataforma laboratorial conectada para um sistema totalmente integrado e vestível. Os pesquisadores pretendem incorporar componentes sem fio para permitir que versões futuras da lente realizem leituras em tempo real durante seu uso, eliminando a necessidade de coleta posterior das amostras lacrimais.
Serão necessários estudos adicionais com grupos humanos maiores e mais diversificados para entender melhor como a serotonina nas lágrimas se correlaciona com o estresse e a saúde mental em diferentes populações. Além disso, será essencial verificar a estabilidade do sensor a longo prazo, sua calibração no ambiente dinâmico das lágrimas, conforto durante o uso prolongado e segurança antes que essa tecnologia possa ser utilizada clinicamente.
Em um contexto mais amplo, esta pesquisa estabelece as bases para o avanço da bioeletrônica ocular — integrando eletrônica flexível com detecção bioquímica e tecnologias vestíveis aplicadas à superfície ocular e ao filme lacrimal. Ao invés de considerar as lentes de contato apenas como dispositivos ópticos, os cientistas as veem como potenciais interfaces para acessar informações fisiológicas continuamente e de maneira minimamente invasiva.
“Nosso objetivo a longo prazo não se limita apenas à criação de uma lente inteligente capaz de medir uma única molécula”, enfatiza Zhu. “Queremos estabelecer a bioeletrônica lacrimal como uma plataforma abrangente para compreender melhor a fisiologia dinâmica através dos olhos e viabilizar abordagens personalizadas no monitoramento da saúde.”
