Este artigo é o último de 4 artigos semanais que traz não só uma Análise dos Sinais e Tendências de Tecnologias Emergentes e Inovações Disruptivas na Europa, mas também como podemos aproveitar este tipo de trabalho para que nossas empresas e organizações se beneficiem. Se quiser saber mais, acesse os primeiros artigos clicando aqui.
Em uma era onde a tecnologia e a ciência avançam a passos largos, a Saúde emerge como um dos setores mais impactados e transformados por inovações disruptivas e tecnologias emergentes. Estamos à beira de uma revolução na medicina, onde tratamentos são personalizados, diagnósticos são mais precisos e a produção de medicamentos é adaptada às necessidades individuais dos pacientes.
Imagine um mundo onde medicamentos são fabricados sob demanda, adaptados ao perfil genético de cada indivíduo, ou onde sensores de hálito podem fornecer diagnósticos médicos precisos em questão de segundos. A nanotecnologia promete trazer tratamentos mais direcionados, enquanto a interseção entre biofarmacêutica e tecnologia da saúde visa acelerar o desenvolvimento de tratamentos e reduzir custos. Além disso, a capacidade de criar organismos sintéticos e a utilização de neurônios artificiais representam um salto monumental na compreensão e tratamento de diversas condições médicas.
Neste contexto, vamos explorar algumas das tendências mais promissoras e revolucionárias no campo da saúde, desde a fabricação remota de medicamentos até a utilização de robôs de leitura cerebral para medicina personalizada. Prepare-se para mergulhar em um futuro em que a medicina não é apenas curativa, mas também preventiva, personalizada e, acima de tudo, otimizada para atender às necessidades únicas de cada paciente.
Resumo de sinais e tendências – “Saúde“🏥
- Fabricação de medicamentos sob demanda e de forma remota💊
O desenvolvimento de novas soluções para a fabricação sob demanda de medicamentos pode revolucionar onde, quando e como eles são produzidos. Os medicamentos podem ser fabricados em locais remotos ou em hospitais de campanha, exigindo menos recursos para armazenamento e transporte, e as doses podem ser adaptadas a pacientes individuais. Além disso, no futuro, os medicamentos podem ser personalizados de acordo com perfis genéticos exclusivos: novos testes diagnósticos focados em drogas recreativas, como a maconha, mostram promessa. A Atai Life Sciences (Berlim) está desenvolvendo pesquisas sobre o reposicionamento de psicodélicos como terapias para depressão e transtorno de estresse pós-traumático. A MindMed (Nova York) está desenvolvendo uma plataforma para ajudar os pacientes a determinar quais medicamentos tomar – terapias com base em MDMA e DMT – dependendo de dados genéticos e outros dados.
- Sensores de hálito para aprimorar diagnósticos médicos 📋
O aprimoramento na precisão da tecnologia de sensores de respiração pode simplificar o diagnóstico médico, fornecendo uma maneira não invasiva de coletar dados de saúde críticos. Simultaneamente, uma série de novos desenvolvimentos em tecnologias existentes abriu uma nova era para a conectividade e a Internet das Coisas, desbloqueando novos usos para organizações industriais, maximizando a cobertura geográfica, a taxa de transferência de dados e a eficiência espectral, e minimizando a latência e o consumo de energia. Essas tecnologias incluem redes celulares 5G/6G, Wi-Fi 6, redes sem fio de baixa potência e ampla área (LPWA), satélites de órbita baixa (LEO) e cabos de fibra óptica. A conectividade será uma grande vantagem no tratamento de doenças crônicas, pois diagnósticos alimentados por IA podem ser realizados usando dados de pacientes enquanto eles são monitorados em casa usando dispositivos médicos conectados; isso melhorará o acesso dos pacientes aos serviços de saúde e a digitalização geral dos serviços de saúde.
- Nanotecnologia para medicina personalizada🧫
A aplicação da nanotecnologia no campo da medicina pode possibilitar um sistema de saúde mais personalizado, preditivo e regenerativo por meio de aplicações como pílulas inteligentes, cirurgiões em miniatura e dispositivos vestíveis habilitados para a nanotecnologia. Embora a nanomedicina ainda esteja em seus estágios iniciais, ela está ganhando tração no tratamento do câncer, doença de Parkinson, Alzheimer, diabetes, doenças ortopédicas e várias outras doenças relacionadas ao sangue, pulmões e sistema cardiovascular. No entanto, o alto custo da medicina assistida por nanopartículas em comparação com seus equivalentes convencionais e questões regulatórias rigorosas podem impedir o crescimento deste campo no futuro previsível.
- Interseção entre biofarmacêutica e tecnologia da saúde para proporcionar tratamentos mais rápidos e redução de custos💉
A crescente interseção entre biotecnologia farmacêutica e tecnologia da saúde produzirá uma mudança no sistema de valor dos cuidados de saúde, acelerará o desenvolvimento de tratamentos e reduzirá os custos. Tradicionalmente, a tecnologia da saúde e a biotecnologia farmacêutica eram dois domínios separados: a tecnologia da saúde vendia software com custos marginais próximos a zero, enquanto a biotecnologia farmacêutica vendia formulações bioquímicas físicas. Como tal, tudo era diferente, desde os compradores e investidores até os caminhos regulatórios. No entanto, muitas empresas de tecnologia da saúde estão começando a compartilhar características com a biotecnologia farmacêutica, por exemplo, obtendo validação clínica em ensaios clínicos randomizados que demonstram eficácia de uma forma aceita pelo sistema. Essa convergência provavelmente ditará a transição para um sistema de saúde baseado em valor e a redução de custos.
- Criação de organismos sintéticos🔬
A criação de organismos sintéticos, nunca antes vistos, vivos e capazes de se reproduzir com base em um código genético expandido e um repertório de aminoácidos ampliado, poderá se tornar comum em ambientes de pesquisa e em alguns setores industriais nos próximos 20 anos. Ser capaz de criar esses organismos não apenas seria um marco na compreensão humana dos processos vitais, mas também possibilitaria um verdadeiro boom na pesquisa, descoberta e aplicação de biotecnologia e farmacologia. Os organismos sintéticos provavelmente também desencadearão um maior investimento em biotecnologia e uma discussão mais ampla sobre o rumo das ciências biológicas; preocupações sobre a ampla disponibilidade da tecnologia para o público e seus possíveis usos nefastos são inevitáveis.
- Robôs de leitura cerebral para medicina personalizada🤖
Robôs capazes de ler o cérebro, aprimorados com um algoritmo de aprendizado de máquina que fornece personalização progressiva às preferências individuais e aos sinais cerebrais, poderão permitir que cadeiras de rodas sejam controladas pelo cérebro ou máquinas assistenciais para pacientes tetraplégicos no futuro. Pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Lausanne (EPFL) criaram uma maneira para pacientes tetraplégicos interagirem com o mundo por meio de um braço robótico e uma interface cérebro-computador, alimentada por um algoritmo de aprendizado de máquina. Nos testes, o braço robótico realizaria tarefas como mover um objeto. O algoritmo então interpretaria os sinais que recebia do cérebro (por meio de um capacete com eletrodos) e determinaria se o movimento era considerado correto ou incorreto. Com o tempo, o algoritmo pode se ajustar aos sinais cerebrais individuais.
- Gêmeos digitais para medicina personalizada 👥
Os gêmeos digitais, ao criar modelos digitais precisos de pacientes, desempenham um papel crucial na medicina personalizada, permitindo aos médicos simular diferentes tratamentos e intervenções para um entendimento mais profundo das condições de saúde individuais. Essa modelagem, aliada à coleta contínua de dados de saúde através de tecnologias vestíveis e outras ferramentas de monitoramento, proporciona insights em tempo real sobre o estado de saúde dos pacientes, possibilitando ajustes personalizados nos planos de tratamento. Além disso, a análise preditiva realizada com base em dados históricos e em tempo real coletados pelos gêmeos digitais pode prever riscos de saúde e a eficácia de diferentes abordagens terapêuticas, facilitando uma intervenção precoce e personalizada. O acesso dos pacientes aos seus próprios gêmeos digitais não só educa, mas os faz compreender melhor suas condições de saúde, tornando-os mais engajados e proativos no gerenciamento de sua saúde. Finalmente, os gêmeos digitais, ao analisar dados de saúde individual, ajudam no desenvolvimento de planos de prevenção personalizados que incentivam comportamentos saudáveis e permitem a detecção precoce de possíveis problemas de saúde, demonstrando assim a transformação positiva que essa tecnologia pode trazer para a medicina personalizada.
- Biotecnologia para restaurar a visão👀
A biotecnologia se apresenta como um campo promissor na restauração da visão, explorando diversas estratégias inovadoras. Um exemplo é o rejuvenescimento de células oculares, em que pesquisadores da Harvard Medical School demonstraram a possibilidade de combater doenças oculares relacionadas à idade, como o glaucoma, conseguindo restaurar a visão em camundongos manipulados para ter a doença, indicando um potencial caminho para tratamentos futuros em humanos. Além disso, a optogenética, uma técnica que modifica geneticamente células da retina para torná-las sensíveis à luz, tem mostrado potencial para restaurar parte da visão, com pesquisadores destacando que, embora apenas uma pequena porção do olho seja tratada, a visão pode ser significativamente recuperada. Outra abordagem envolve o uso de olhos biônicos com implantes de retina que, em conjunto com o cérebro, capturam e processam imagens do ambiente, auxiliando na restauração da visão em pessoas com perda profunda de visão devido a condições degenerativas. Adicionalmente, dispositivos eletrônicos especiais, como óculos equipados com chips que enviam sinais elétricos através da rede neural da retina para o cérebro, têm sido desenvolvidos para restaurar a percepção do campo visual, exemplificando como a integração de biotecnologia e eletrônica pode oferecer soluções para a perda de visão.
- Neurônios artificiais para avanços na medicina🧠
Os neurônios artificiais, inspirados na estrutura e funcionamento dos neurônios biológicos, têm o potencial de promover avanços significativos na medicina. Por exemplo, podem ser integrados em próteses anatômicas, auxiliando no desenvolvimento de soluções avançadas para pessoas com paralisia nos membros, e facilitando a criação de interfaces cérebro-máquina mais eficazes que podem restaurar a mobilidade e funcionalidade perdidas. Além disso, a comunicação estabelecida entre neurônios artificiais e biológicos através da internet abre um novo cenário para avanços na neuro eletrônica e na criação de interfaces cérebro-máquina mais sofisticadas, que podem ter implicações significativas na medicina. No âmbito educacional, as Redes Neurais Artificiais (RNA), sistemas computacionais inspirados no funcionamento cerebral humano, têm sido úteis no processo de ensino-aprendizagem e na avaliação de estudantes de medicina, contribuindo para a melhoria da educação médica e proporcionando uma avaliação mais objetiva e suporte ao aprendizado dos estudantes. Embora não seja uma aplicação direta dos neurônios artificiais, a inteligência artificial, que pode incluir o uso de neurônios artificiais, está transformando a forma como os diagnósticos médicos são realizados, com algoritmos de IA sendo usados para analisar imagens médicas e ajudar os médicos a identificar sinais iniciais de problemas de saúde.
- Medicamentos impressos em 3D para medicina personalizada💊
A impressão 3D está revolucionando várias indústrias, inclusive a médica. Um dos avanços mais inovadores é a criação de medicamentos impressos em 3D, que abre caminho para a medicina personalizada. Com essa tecnologia, é possível fabricar comprimidos com dosagens específicas, formas e tamanhos variados, conforme as necessidades individuais de cada paciente. Isso permite uma personalização sem precedentes no tratamento de diversas condições de saúde, promovendo a eficácia terapêutica e minimizando os efeitos colaterais.
Os medicamentos impressos em 3D podem ser ajustados para liberar os princípios ativos de maneira controlada e em tempos específicos, o que é fundamental para pacientes que necessitam de regimes de dosagem complexos. Além disso, essa inovação permite a combinação de múltiplos fármacos em um único comprimido, facilitando a adesão ao tratamento, especialmente em pacientes polimedicados.
A impressão 3D também tem o potencial de acelerar o desenvolvimento e a produção de novos medicamentos, permitindo a criação rápida de protótipos e a fabricação em pequena escala para testes clínicos. A possibilidade de produzir medicamentos sob demanda pode reduzir os custos e o desperdício, além de proporcionar um tratamento mais eficiente e personalizado.
- Videogames para medicina🎮
Jogos de vídeo projetados para tratar condições de saúde mental leves a moderadas podem em breve receber aprovação das autoridades competentes e ajudar a combater uma epidemia crescente. A DeepWell, uma editora de jogos de vídeo focada em criar jogos com benefícios terapêuticos, está abrindo caminho. Com o lançamento de seu primeiro jogo previsto para 2023, ele será projetado para tratar depressão leve a moderada, ansiedade e hipertensão. Além deste lançamento, a DeepWell também tem como objetivo desenvolver um framework para ajudar outros criadores de jogos de vídeo a criar experiências de jogos medicamente terapêuticas e obter a aprovação da Food and Drug Administration dos Estados Unidos para elas como tratamentos de venda livre.
- Engenharia Genética irá revolucionar a medicina😷
A engenharia genética, incluindo soluções de edição de genes como as repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente intercaladas (CRISPR), poderia tornar os testes de diagnóstico de saúde mais acessíveis, fomentar a inovação e personalização na área da saúde e na cura de doenças, e até mesmo eliminar doenças transmitidas por insetos. Para combater o aumento da resistência aos antibióticos, estão sendo explorados antibióticos baseados em CRISPR, que funcionam matando bactérias que contêm DNA específico. A xenotransplantação (o crescimento de órgãos geneticamente modificados em animais para transplante em seres humanos) mostra grande promessa e pode resolver a escassez de órgãos e listas de espera. Isso também pode se expandir além das aplicações médicas e agrícolas, incluindo, por exemplo, a produção de biocombustíveis. Essa tendência está relacionada com a possível engenharia reprodutiva para aprimorar características e desempenho humanos, algo que poderia ser perseguido por um número crescente de pessoas e sociedades como meio de beneficiar seus filhos.
- Medicina Digital Personalizada e Proativa👩⚕️
Cuidados de saúde digital proativos, descentralizados e voltados para o empoderamento do paciente, juntamente com a conectividade e monitoramento contínuos, estão revolucionando a prevenção e a prestação de serviços de saúde. Dispositivos biométricos sem fio, por exemplo, podem fornecer monitoramento contínuo e não invasivo de doenças crônicas. Outros dispositivos médicos portáteis oferecem diagnósticos rápidos no ponto de atendimento, monitoramento em tempo real de processos biológicos em seres humanos e animais, e soluções de software como dispositivo médico. Redes de baixa latência e alta densidade de dispositivos e sensores conectados tornam possível monitorar os pacientes em casa em tempo real, o que poderia ser uma grande vantagem no tratamento de doenças crônicas. Diagnósticos baseados em inteligência artificial podem ser realizados usando dados dos pacientes enquanto eles são monitorados em casa por meio de dispositivos médicos conectados; isso melhorará o acesso dos pacientes aos cuidados de saúde e a digitalização geral dos serviços de saúde.
- Tecidos e Ossos impressos em 3D para revolucionar a medicina🩻
A bioimpressão 3D de tecidos vivos aborda a demanda por pesquisa e testes farmacêuticos éticos, medicina regenerativa (por exemplo, pele impressa usada para substituir pele queimada) e transplantes de órgãos, representando uma revolução na área da saúde. Entre os sinais mais recentes estão ossos impressos em 3D, projetados para atender às necessidades e características do paciente e feitos a partir de materiais específicos que permitem a restauração completa da função óssea. A criação potencial de animais geneticamente adaptados para produzir órgãos humanos compatíveis para transplante pode reduzir os custos no tratamento de doenças crônicas, embora possa levantar questões éticas. Além disso, úteros sintéticos e artificiais já foram usados em experimentos científicos: pesquisadores da Universidade Northwestern imprimiram e implantaram ovários sintéticos em camundongos que resultaram em gravidezes bem-sucedidas. Embora a síntese e o crescimento de um útero orgânico em tamanho real ainda estejam a muitos anos de distância, avanços como os biobags (que mantêm prematuros vivos e se desenvolvendo normalmente por 28 dias) poderiam ajudar milhares de bebês prematuros nascidos antes de 25 semanas a cada ano.
- Descoberta de medicamentos auxiliada por computador aumentada por inteligência artificial e computação quântica💻
A inteligência artificial está tornando a descoberta de medicamentos mais rápida e eficaz, aumentando a probabilidade de sucesso e reduzindo o tempo para o lançamento de novos medicamentos, alterando a maneira como os cientistas conduzem pesquisas, por exemplo, analisando e simulando inúmeras cenários. Além disso, os computadores quânticos podem fornecer a potência de computação avançada necessária para cargas de trabalho computacionais complexas, também reduzindo significativamente o tempo necessário para pesquisa e desenvolvimento. Além disso, o uso de algoritmos e IA pode ser aplicado para entender pequenas variações no DNA e fazer previsões precisas com base em genes sobre o futuro de um indivíduo, permitindo intervenções no nível do DNA que um dia poderiam contribuir para erradicar doenças e resistência a vírus, ou para proteger contra condições degenerativas como o Alzheimer.
- Corpo-em-um-chip para testar novos tratamentos🧍
Diferentes combinações de organoides (pequenos aglomerados cultivados a partir de células-tronco humanas que poderiam se desenvolver em tecidos) em breve poderão ser integradas em um “corpo em um chip” que poderia ser usado para pesquisa e testes. Esse “corpo em um chip” poderia se assemelhar a um chip de computador em uma placa de circuito transparente, conectado a um sistema que bombeia um substituto de sangue. Os pesquisadores poderiam então induzir doenças ou intoxicações a esse circuito para entender como o corpo reagiria e testar possíveis tratamentos em tecido humano vivo, sem a necessidade de testes em animais ou seres humanos.
- Robótica molecular🧫
Cientistas do Wyss Institute da Universidade de Harvard descobriram que nosso DNA, assim como um robô, pode ser programado para realizar tarefas. Moléculas de DNA também podem se auto-organizar e reagir ao ambiente; cientistas da Universidade Estadual do Arizona e de Harvard criaram DNA de cadeia simples que pode se dobrar em formas semelhantes ao origami. O RNA também pode ser usado, e outros laboratórios do Instituto de Tecnologia da Califórnia conseguiram criar uma versão de DNA do jogo da velha. A robótica molecular em breve poderá ser usada para fornecer atendimento avançado de saúde, como terapias direcionadas ou alteração genética, mas também poderá proporcionar novas oportunidades para avançar na agricultura.
- Revertendo o envelhecimento👵🏻👶🏼
Cientistas da Universidade de Columbia desenvolveram uma maneira de registrar e armazenar informações sobre as células à medida que envelhecem, usando o sistema CRISPR-Cas ao longo de vários dias, quase como um gravador de vídeo digital biológico. Embora as sequências de DNA não mudem ao longo da vida, ocorrem alterações químicas nas fitas. Observar, estudar e quantificar essas mudanças pode ser a chave para interromper ou até reverter o processo de envelhecimento. Ao mesmo tempo, outra equipe do Wyss Institute de Harvard combinou três terapias diferentes relacionadas à deterioração celular em um único composto, projetado para reverter a obesidade e o diabetes, ao mesmo tempo em que melhora a função renal e cardíaca; eles obtiveram sucesso em seus experimentos com camundongos.
- Moléculas e microrganismos sob demanda 🔬
Novas moléculas e microrganismos com características específicas podem ser rapidamente descobertos, projetados e produzidos sob demanda, utilizando a inteligência artificial e a biologia sintética. A complexidade dos sistemas biológicos os torna altamente adaptáveis e variados, sugerindo que pode haver muitas maneiras de obter resultados desejados e, consequentemente, um alto potencial de personalização. Sistemas de produção podem aproveitar essa complexidade para produzir resultados biológicos personalizados; economias de escala podem permitir que empresas de biologia sintética produzam centenas de organismos e resultados diferentes com processos semelhantes. Um exemplo dessa complexidade é o micro bioma humano, que influencia muitas áreas de nossa saúde, desde a digestão até o odor corporal. Terapias biodigitais direcionadas aos micro biomas provavelmente serão um dos primeiros a surgir, personalizados para máxima eficiência.
- Acelerando o processo de design para circuitos biológicos🧑🏻🔬
Pesquisadores da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, no Brasil, estão elaborando uma maneira de construir circuitos biológicos feitos de DNA sintético que podem ser operados, alterados e comandados por meio de software. Um programa chamado DNAr simula reações químicas, enquanto outro, DNAr-Logic, alimenta o design dos circuitos. O design em alto nível de um circuito lógico é então traduzido em uma rede de reações químicas, que pode ser sintetizada em cadeias de DNA. Essa incrível redução no tempo necessário para projetar circuitos biológicos poderia revolucionar e acelerar a descoberta de tratamentos de saúde e novos medicamentos.
- Biocomputadores para diagnóstico e tratamento de doenças🖥
Organismos vivos podem ser considerados como computadores, uma vez que suas células atuam como portas lógicas, recebendo informações do mundo exterior, processando-as e respondendo com determinados processos metabólicos. Usando um sistema de edição genética chamado CRISPR (agrupado regularmente em curtos palíndromos repetidos interspaciados), é possível construir processadores funcionais dentro das células humanas. A longo prazo, bilhões de células poderiam formar esses poderosos biocomputadores para diagnóstico e tratamento de doenças. As células procurariam biomarcadores e responderiam criando diferentes moléculas terapêuticas, dependendo se um, outro ou ambos os biomarcadores estão presentes.
- Inovação em farmácia e terapêutica pode possibilitar a prevenção de doenças em aquicultura💉
Até 2050, espera-se que a aquicultura global pelo menos duplique e, com o aumento do consumo global de proteínas, os frutos do mar devem se tornar a proteína animal de crescimento mais rápido consumida. No entanto, doenças de animais aquáticos afetam significativamente não apenas os lucros, mas também a produção a cada ano, sem soluções consensuais para superar as perdas. No entanto, avanços recentes nos custos de produção e sistemas de entrega de terapêuticos podem ajudar. Terapêuticos baseados em ácidos nucleicos, como RNA e DNA, podem ser aplicados não apenas à saúde humana. Com os custos dessas aplicações diminuindo devido a avanços a montante e a jusante, o RNA tem o potencial de fornecer soluções direcionadas, seguras e eficazes para a aquicultura.
- Alimentação alternativa para aquicultura combina benefícios nutricionais e ganhos ambientais🐠
Vários desenvolvimentos na pesquisa sobre o futuro dos alimentos para animais parecem extremamente promissores, e os métodos de produção de matérias-primas circulares parecem produzir alternativas ricas em nutrientes e escaláveis. Uma das possibilidades para esta tecnologia envolve a criação de insetos em escala industrial como alimento para a aquicultura. Essas espécies de insetos fornecem um perfil nutricional completo para os animais aquáticos, além de produzir frass, um subproduto que pode ser usado como fertilizante. Proteínas de células únicas, como leveduras, bactérias e algas, são outra alternativa que também é nutricionalmente compatível e tem um ciclo de crescimento rápido. Outro benefício potencial é que algumas dessas proteínas podem utilizar o CO2 como matéria-prima, combinando assim a alimentação do planeta com a redução dos gases de efeito estufa. A grande barreira para essas soluções tem sido a escala das operações, pois ambas são superadas pela indústria de alimentos para animais existente. No entanto, estão começando a surgir planos para abrir novas instalações focadas nessas tecnologias.
Conclusão
Nestas últimas 4 semanas, demonstrei que o futuro da Europa – e vale para a maior parte do mundo – está sendo moldado por inovações disruptivas e tecnologias emergentes. E, ao entender essas tendências, podemos nos preparar melhor para o que está por vir. Seja na área da saúde, tecnologia verde ou digital, a revolução já começou. E você, está pronto para fazer parte dela e liderar este movimento na sua organização?
Espero que tenha gostado dessa análise! Se quiser se aprofundar ainda mais, o relatório original está à disposição. É só clicar aqui. E, como sempre, estou à disposição para trazer as novidades mais quentes do mundo da Inovação e Transformação. E, se quiser que eu explique para você como este trabalho pode ser feito na sua empresa ou organização, conte comigo! Me acesse pelos meus canais: https://renatograu.com.br/
Até a próxima!
