Exhaled breath sensor for Breast Cancer diagnostics

• Grant number: 19/03688-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: February 01, 2019
• End date: September 30, 2020
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Analytical Chemistry
• Principal Investigator: Paula Regina Fortes
• Grantee: Paula Regina Fortes
• Company: Alba Sensors and Diagnostics Ltda
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades de atenção à saúde humana não especificadas anteriormente
• Associated research grant: 17/15868-7 - Exhaled breath sensor for early clinical diagnostic of breast cancer, AP.PIPE

Abstract

O desenvolvimento de sensores capazes de avaliar de forma não invasiva os biomarcadores relevantes no ar exalado constitui-se uma ferramenta útil no diagnóstico médico. A informação obtida a partir da composição do perfil molecular respiratório, produzido de forma endógena devido a uma condição fisiológica particular, fornece meios para o diagnóstico precoce de diversas doenças (Câncer, Asma e Diabetes, entre outros) e também permite o monitoramento de metabólitos respiratórios em pacientes hospitalizados após administração de fármaco. O último fornece acesso a sistemas de informação point-of-care, facilitando a condução de ensaios e práticas clínicas. Neste cenário, o uso de sensores de gás com seletividade adequada, sensibilidade e curto tempo de resposta é essencial, sendo as transduções baseadas em sensores ópticos ideais para a construção de dispositivos dedicados portáteis. Ainda, com os incentivos de redução significativa do custo dos cuidados de saúde e redução da perda socioeconômica devido à detecção precoce e alternativas de tratamento personalizado prevê-se que o diagnóstico de ar exalado seja estabelecido como um pilar analítico de apoio à Medicina moderna, complementando com êxito a análise laboratorial convencional. O objetivo do projeto de pesquisa proposto consiste em desenvolver um sensor óptico portátil baseado em técnicas espectroscópicas (i.e. MID, Raman dentre outros) capaz de realizar análises de ar exalado, atuando principalmente no diagnóstico clínico precoce de algumas doenças (e.g. Câncer de Mama, Câncer de Pulmão, Esquizofrenia entre outras). O foco inicial será o diagnóstico de Câncer de Mama, dado a sua alta incidência e mortalidade entre a população feminina e também a importância de se obter um diagnóstico precoce aumentando as possibilidades de tratamento e sua eficiência. Tendo em vista que o sensor proposto apresenta a vantagem de ser constituído essencialmente por técnicas espectroscópicas, este pode ser configurado de maneira modular garantindo a sua aplicabilidade posterior a outras doenças identificáveis pela análise de ar exalado, além do potencial de ser utilizado globalmente na triagem/diagnóstico do Câncer de Mama, principalmente em áreas onde a mamografia ou outros dispositivos de imagem de mama (i.e. ultrassom, mamografia) são inacessíveis. O resultado esperado deste projeto não se limita apenas a construção de um sensor, mas principalmente no seu impacto na sociedade brasileira que, de acordo com os dados do IBGE (2015), quatro em cada dez mulheres brasileiras deixam de fazer mamografia, representando um índice abaixo do recomendado Organização Mundial de Saúde (OMS), onde pelo menos 70% das mulheres deveriam ser avaliadas periodicamente. Associado a isso, existe o potencial de realizar não apenas o diagnóstico, mas também triagens em pacientes residentes em regiões geográficas onde os hospitais estão distantes e apenas uma infraestrutura médica moderada é fornecida. (AU)