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Publicado em: 02/09/2010

Novo aliado para monitoramento do trabalho muscular

Elena Mandarim

Divulgação/UniRio

Células musculares esqueléticas: quantificar suas    microlesões auxilia a monitorar o trabalho muscular

Instantaneidade, miniaturização e precisão são algumas das principais tendências do mundo moderno. Sensores de tamanho reduzido, baixo custo, elevada sensibilidade e resultados obtidos em tempo real são desejáveis na análise clínica e biomédica. Seguindo esse anseio, Luiz Claudio Cameron, pesquisador responsável pelo Laboratório de Bioquímica de Proteínas, da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UniRio), está desenvolvendo um sistema miniaturizado para mensurar, instantânea e especificamente, as microlesões em músculo esquelético - tipo de músculo preso ao osso e que é responsável pela movimentação voluntária do corpo humano. Essa quantificação, segundo o pesquisador, é importante para monitorar a intensidade da atividade física e maximizar a eficácia dos exercícios. "As microlesões são geradas pelo esforço do músculo e são elas que o fazem crescer e desenvolver. Por isso, podemos usá-las como indicadores do trabalho muscular. Conseguimos observar, por exemplo, se o treino de um atleta está abaixo ou acima da sua capacidade muscular máxima", diz.

Cameron explica que o grande diferencial do projeto, financiado em parte pelo Auxílio à Pesquisa (APQ 1), da FAPERJ, é a especificidade do método desenvolvido: primeiro, foram selecionados alvos encontrados somente nas células musculares esqueléticas. A partir daí, se seleciona, em laboratório, um anticorpo capaz de se ligar a esses alvos, que neste caso atuarão como antígenos. "Depois de muitos testes, teremos um modelo ideal de anticorpo, que poderá ser patenteado", entusiasma-se.

A última etapa é juntar os conhecimentos gerados na pesquisa para criar o protótipo do biossensor, que servirá para converter o número de reações antígeno-anticorpo em um diagnóstico plausível. De forma resumida, trata-se de um instrumento que contém uma sonda – neste caso, um eletrodo formado com anticorpos específicos para os alvos selecionados – e um transdutor – dispositivo que converte um tipo de informação em outra. "Nossa proposta é criar um equipamento portátil, similar ao que é utilizado para quantificar glicemia para monitoramento de diabetes."

Para Cameron, outra aplicação do estudo é contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias que favoreçam a discriminação entre microlesões de células musculares esqueléticas e de células musculares cardíacas - responsáveis pelo funcionamento do coração. "Essa diferenciação é essencial para determinar a origem das microlesões, que podem ser decorrentes de eventos cardiovasculares, como o infarto agudo do miocárdio, ou de esforço físico", esclarece o pesquisador.

Motivações do estudo

Cameron explica que, classicamente, as microlesões são estimadas pela avaliação dos níveis de determinados biomarcadores circulantes no sangue, que variam com atividade física e com alguns eventos cardíacos. Entre eles, a lactato desidrogenase (LDH) - enzima presente em células musculares -, que tem seus níveis sanguíneos aumentados após a prática de exercícios, e outras proteínas musculares, como a creatina quinase, que, de acordo com alguns estudos, aparece elevada em casos de infarto e outras cardiopatias.

Divulgação/UniRio

Opondo-se ao método clássico (acima), sistema proposto no          projeto é portátil, específico e com resultados instantâneos

O pesquisador destaca a desvantagem do método tradicional: "não há diferenciação imediata da origem da microlesão. Todos os biomarcadores avaliados são produzidos tanto por células musculares esqueléticas, quanto por células musculares cardíacas", justifica. Ele explica que, para discriminar a procedência dessas microlesões, é preciso fazer testes auxiliares. "O mais comum é a quantificação de outras proteínas, inclusive hepáticas. O resultado obtido nos dá uma ideia da localização, mas mesmo assim não é um método preciso".

De acordo com Cameron, há um protocolo utilizado para detectar microlesões, que utiliza alfa-actina e miosina II, proteínas encontradas exclusivamente em células musculares esqueléticas. "Esse é um método específico, que elimina a necessidade de testes auxiliares", diz o pesquisador. Ele ressalta que as duas proteínas apresentam alto peso molecular e baixa solubilidade, o que faz com que demorem mais a entrar na corrente sanguínea, retardando o resultado.

Com a pesquisa, Cameron pretende contribuir para a melhoria de vida da população em geral. O sistema desenvolvido pelo projeto auxiliará os profissionais da área de saúde na definição de parâmetros individualizados com relação aos limites do esforço físico. Poderá ser utilizado para prescrever treinamentos adequados a pessoas fisicamente ativas e para atletas de alto desempenho, sempre buscando o rendimento máximo dos exercícios propostos.

Destina-se também ao monitoramento da evolução clínica de pacientes submetidos à fisioterapia para reabilitação motora e cardíaca. E ainda, em um futuro próximo, pode-se imaginar seu uso em hospitais e ambulâncias, para diagnóstico diferencial de infarto agudo do miocárdio. "No primeiro momento, usamos anticorpos específicos para proteínas esqueléticas. Contudo, seguindo a mesma base de estudos, pretendemos produzir anticorpos específicos para proteínas cardíacas", adianta Cameron.

Preparativos para a década esportiva

 

Em reconhecimento a seus estudos, Cameron foi convidado a participar de um grande projeto do Comitê Olímpico Brasileiro (COB), entidade responsável pela organização das Olimpíadas de 2016, que serão realizadas no Rio de Janeiro. O Laboratório Olímpico, de 1.700m², em construção no Parque Aquático Maria Lenk, envolverá 11 áreas do conhecimento. “Fui convidado para ser o coordenador do Departamento de Bioquímica, Biologia Celular e Nutrição Esportiva. Nosso laboratório terá 450m² e está sendo montado com os melhores e mais modernos equipamentos”, diz.

 

Segundo o pesquisador, observando os resultados das competições mundiais, conclui-se que a diferença de tempo que separa os atletas brasileiros dos campeões é de segundos e, às vezes, de milésimos de segundo. “Essa pequena diferença é resolvida com ciência”, declara Cameron. “A ideia do Laboratório Olímpico surgiu, justamente, para aplicar o conhecimento científico ao esporte brasileiro, com o objetivo de maximizar o rendimento de nossos atletas”, justifica.

 

Cameron conta que a concepção do projeto foi descrita na edição de abril da revista Science e tem como objetivo aliar o investimento público e privado. “A Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) aplicou recursos iniciais de R$ 13 milhões. Algumas empresas privadas já são patrocinadoras dessa iniciativa, mas ainda buscamos novas parcerias com o setor privado”, complementa.

 

Para o pesquisador, é importante atender às filosofias contemporâneas. Seus projetos visam sempre produzir conhecimentos específicos em bioquímica, que possam ter aplicações práticas. “O desenvolvimento do sistema de detecção de microlesões em células musculares esqueléticas está dentro da lógica do mercado atual: é portátil, é específico e eficaz e fornece resultados instantâneos”, conclui.

 

De acordo com Cameron, o procedimento desenvolvido é um bom exemplo da aplicabilidade dos conhecimentos em ciência de base na ciência aplicada. Neste caso, profissionais de saúde que atuam tanto no treinamento para a população fisicamente ativa, atleta ou não, quanto no tratamento de reabilitação motora e cardíaca, ganharam um forte aliado.