Que fim levaram as pesquisas com corações artificiais :vao bet 188

Em 1969, os dois objetivos foram aparentemente atingidos – o Instituto do Coração do Texas implantou o primeiro coração totalmente artificial apenas três meses antes do lançamento da Apolo 11.

Mas, enquanto os pousos na Lua levaram ao ônibus espacial, às sondas marcianas, à Estação Espacial Internacional e às recentes (ainda que tardias) pretensõesvao bet 188construir uma base lunar para nos levar a Marte, o coração totalmente artificial confiável permanece sendo uma meta distante.

Corações artificiais e transplantes

No início, o coração artificial destinava-se a ser um substituto para o órgão enfraquecido para toda a vida do paciente.

Foi um objetivo difícilvao bet 188alcançar, pois o primeiro projeto tinha um compressor externo com uma linha aérea através da pele para o interior do corpo do paciente.

Ar comprimido inflava e esvaziava as bolsas ou sacosvao bet 188poliéster, que se contraíam e expandiam para deslocar o sanguevao bet 188um saco próximo.

O compressor fora do corpo foi uma decisão útil, já que as partes mecânicas (as mais suscetíveis ao desgaste) podiam ser facilmente substituídas, mas era preciso ter um equipamento volumoso sobre rodas sempre ao lado do paciente.

Era difícil imaginar como oferecer aquilo ao paciente e esperar que ele vivessevao bet 188vida com alguma normalidade por vários anos.

A história do coração artificial também está ligada à do transplante cardíaco.

Este era outro sonho cheiovao bet 188esperança no início dos anos 1960, até que,vao bet 1881967, o cirurgião cardíaco Christian Baarnard realizou na Cidade do Cabo, na África do Sul, o primeiro transplante bem sucedido.

Com isso, o propósito dos primeiros corações artificiais mudou. Eles não precisavam funcionar por toda a vida.

Seu objetivo seria manter o paciente vivo até que pudesse ser encontrado um doador para o transplante.

E, como ocorre com muitas terapias altamente experimentais, o primeiro caso ocorreuvao bet 188um paciente que não tinha mais opções.

Um homemvao bet 18847 anos foi operado para reparar um enorme aneurisma no ventrículo esquerdo que havia sofrido afilamento e inchado a parede do coração.

Ele estava sendo mantido vivo por uma máquinavao bet 188coração e pulmão, que substituía o coração e mantinha o fluxo sanguíneo através do corpo.

Mas não era possível desconectá-lo da máquina no final da operação, pois o seu coração estava muito fraco. Ele precisava desesperadamentevao bet 188um transplante.

Denton Cooley, sóciovao bet 188DeBakey, ofereceu ao paciente o novo coração totalmente artificial experimental e ele aceitou.

O paciente foi mantido estável com o novo aparelho por 64 horas, até que foi encontrado um doador compatível e foi feito o transplante.

À primeira vista, parecia uma vitória para o coração totalmente artificial, mas o paciente morreuvao bet 188sepse 32 horas depois.

Além disso, o aparelho havia prejudicado o sangue e os rins e as paredes dos sacos expansíveis ficaram cobertasvao bet 188coágulos sanguíneos.

O episódio gerou uma sérievao bet 188problemas que continuariam a impedir os cientistas e engenheirosvao bet 188desenvolver o procedimento.

As infecções e a sepse são um desafio permanente para qualquer aparelho que inclua um fio que precise cruzar a pelevao bet 188forma permanente.

Além disso, os aparelhos que movimentam o sangue alteramvao bet 188composição e as superfícies externas causamvao bet 188coagulação, resultandovao bet 188derrames e na degradação do sangue.

O primeiro coração Jarvik, uma das versões seguintes do coração artificial, foi implantadovao bet 188cinco pacientes. Um deles viveu por 620 dias. Mas dois pacientes tiveram derrames graves e todos acabaram morrendovao bet 188sepse ou por problemas sanguíneos.

O transplante cardíaco também teve um início agitado.

O primeiro pacientevao bet 188Baarnard morreu após apenas 18 dias. O primeiro paciente no Reino Unido, que recebeu o transplante no Hospital Nacional do Coraçãovao bet 188Londres, sobreviveu por apenas 45 dias. E o índice geralvao bet 188sucesso continuou sendo decepcionante.

Aqui, o problema não foi a mecânica da operação, nem o desempenho inicial do coração novo. Foi a incompatibilidade entre o sistema imunológico do receptor e o do doador do coração.

Mesmo que o coração doado tenha a melhor compatibilidade possível com os principais tiposvao bet 188tecidos do paciente, o sistema imunológico precisa ser suprimido para evitar a rejeição do órgão.

As drogas para suprimir o sistema imunológico, inicialmente, não eram muito sofisticadas. Mas o desenvolvimento da ciclosporina no início dos anos 1980 gerou uma revolução da imunossupressão que aumentou dramaticamente o índicevao bet 188sucesso dos transplantes cardíacos.

'Ponte para o transplante'

Atualmente, os transplantes são uma vítima do seu próprio sucesso. Existem muito mais pessoas precisandovao bet 188transplante do que doadores disponíveis.

Apenas cercavao bet 188200 transplantes são realizados anualmente no Reino Unido, que tem maisvao bet 188750 mil pessoas vivendo com insuficiência cardíaca. Números similares podem ser observadosvao bet 188todo o mundo.

Para atender à demanda, os cientistas vêm modificando porcos geneticamente, para que seus corações se tornem compatíveis com o sistema imunológico humano e possam ser transplantados para os pacientes sem riscovao bet 188rejeição.

O processo é muito complexo e desafiador, mas os primeiros transplantes clínicos começaramvao bet 1882022.

O sucesso do transplante cardíaco fez revigorar a busca pelo coração totalmente artificial, com o objetivo mais viávelvao bet 188manter o paciente vivo até que seja encontrado um doador – a chamada "ponte para o transplante".

Por décadas, as tecnologias do coração artificial melhoraram atravésvao bet 188mudanças para materiais mais biocompatíveis, melhores projetosvao bet 188válvulas e manipulação mais eficiente do fluxo sanguíneo.

Foram atingidos alguns sucessos: um estudo observou que 80% dos pacientes com corações artificiais sobrevivem por maisvao bet 188um ano e alguns até por seis anos. O período mais longovao bet 188que um paciente foi mantido até o transplante foivao bet 1881.373 dias.

Mas complicações infecciosas graves ainda eram comuns e o objetivovao bet 188uma terapia "de destino" completa para os corações artificiais ainda era um sonho distante.

Enquanto isso, a necessidade urgentevao bet 188uma ponte para o transplante havia levado a tecnologiavao bet 188outra direção. Em vezvao bet 188substituir totalmente o coração enfraquecido, a ideia era auxiliar o fluxo sanguíneo.

O dispositivovao bet 188assistência ventricular (VAD, na siglavao bet 188inglês) retirava o sangue do ventrículo cardíaco por um caminho totalmente diferente e o impulsionavavao bet 188volta para a aorta sob alta pressão.

Esse sangue era acrescentado ao que era ejetado pelo coração e, portanto, ampliava o débito cardíaco real.

O processo também solucionava outro problema encontrado pelos engenheiros nos corações totalmente artificiais – como equilibrar o fluxo sanguíneo cardíaco direito e esquerdo.

A quantidadevao bet 188sanguevao bet 188circulação no circuito entre o ventrículo esquerdo e o corpo precisa ficar muito próxima do circuito entre o ventrículo direito e os pulmões.

Afinal, com 100 mil batimentos por dia, uma única colhervao bet 188chávao bet 188diferençavao bet 188cada batimento faria passarem 500 litrosvao bet 188sangue no local errado.

O coração possui mecanismos biológicos complexos que evoluíram para garantir que isso não aconteça, mas os engenheiros enfrentavam imensas batalhas para tentar fazer o mesmo com sistemasvao bet 188retroalimentação.

Para os VADs, o ventrículo direito ou, mais frequentemente, o esquerdo pode ser sustentado independentemente, eliminando o problema.

Os dispositivos assistentes ventriculares esquerdos (LVADs) produziram uma revolução no atendimento médico à insuficiência cardíacavao bet 188fase terminal.

Maisvao bet 18815 mil LVADs foram implantadosvao bet 188todo o mundo e cercavao bet 188um terço dos pacientes com insuficiência cardíacavao bet 188fase terminal agora são sustentados com LVADs.

A intenção, normalmente, é fazer a ponte dos pacientes para o transplante, mas, na verdade, a faltavao bet 188doadores faz com que os pacientes, muitas vezes, permaneçam com o apoio do LVAD por anos.

Aos sete anos, as taxasvao bet 188sobrevivência observadas sãovao bet 188maisvao bet 18850% e existem relatosvao bet 188pacientes que vivem até 13 anos com esses aparelhos. Portanto, os LVADs se tornaram uma terapia padrão independente.

Também aqui, a tecnologia progrediu e os LVADs mais novos apresentam melhor desempenho.

A batalha continua

Uma ideia revolucionária foi pararvao bet 188imitar o coração, comvao bet 188ação pulsante, e mudar para um fluxo constantevao bet 188sangue.

Pás giratórias (impulsores) impulsionam o sanguevao bet 188movimento contínuo, criando um fluxo suave e ininterrupto.

Este procedimento tem o curioso efeito colateralvao bet 188criar um paciente sem pulso, o que pode ser desconcertante para o médico desavisado. E também produz efeitos colaterais indesejados, à medida que o corpo se adapta ao novo fluxo.

As baterias externas são outro inconveniente. Elas se tornam fontesvao bet 188infecção, mas estão sendo desenvolvidos sistemas para transferir energia por via transcutânea (através da pele), por meiovao bet 188indução (como nos fogões por indução domésticos).

As unidadesvao bet 188LVAD ainda precisarãovao bet 188uma pequena bateria implantada para o casovao bet 188falha temporária do aparelho – e já se soubevao bet 188casosvao bet 188baterias externas que foram arrancadasvao bet 188pacientes por ladrõesvao bet 188bolsas.

A busca por um coração totalmente artificial e completamente implantável prossegue. A principal dificuldade é tentar desenvolver unidades transcutâneas externas para atender totalmente as exigências do coração.

As especificaçõesvao bet 188um coração totalmente artificial exigem que ele bombeie oito litrosvao bet 188sangue por minuto contra uma pressão sanguíneavao bet 188110 mmHg (milímetrosvao bet 188mercúrio).

E, para atingir esse bombeamento, seria necessário alimentar o coração com uma quantidade diáriavao bet 188trifosfatovao bet 188adenosina (ATP) – a molécula biológica armazenadoravao bet 188energia – maior do que a metade do peso do corpo do paciente, se o ATP não fosse renovado continuamente nas células.

Compressores foram miniaturizados para que ficassem mais portáteis, mas é difícil torná-los totalmente implantáveis. Aqui, parece que a tecnologia do VAD pode ser a solução, eliminando os compressores e utilizando, no seu lugar, os aparelhos impulsores, com VADs duplos, direito e esquerdo, trabalhandovao bet 188conjunto.

As soluções parecem estar próximas. É animador, mas ninguém prevê um caminho fácil.

Os muitos fracassos ocorridos ao longo dos anos certamente deixaram os cientistas mais humildes e admirados com a engenharia natural do coração.

* Sian E. Harding é autoridade reconhecida da ciência cardíaca e professora eméritavao bet 188farmacologia cardíaca do Instituto Nacional do Coração e do Pulmão do Imperial Collegevao bet 188Londres, onde trabalhou como chefe da Divisãovao bet 188Ciências Cardiovasculares e do Centro BHFvao bet 188Regeneração Cardíaca. Ela é autora do livro “The Exquisite Machine” (“A máquina extraordinária”,vao bet 188tradução livre), do qual é extraído este artigo.

Este artigo foi publicado originalmentevao bet 188The MIT Press Reader e republicado pelo site BBC Future mediante autorização. Leia aqui a versão originalvao bet 188inglês.