Mamíferos podem respirar pelo intestino

Pesquisadores mostram que ratos e porcos são capazes de oxigenar seu sangue através do cólon – uma capacidade que, se compartilhada por humanos, poderia ser aproveitada na clínica para minimizar a necessidade de ventilação mecânica.

Ventiladores – máquinas que forçam o ar para os pulmões – podem salvar vidas de pacientes que não conseguem respirar por conta própria devido a lesões ou doenças. Mas também podem causar danos aos pulmões devido à forte pressão que exercem. Além disso, o número de ventiladores é limitado, o que causou escassez crítica durante a pandemia de COVID-19.

Em estudo publicado em 14 de maio na Med, pesquisadores apresentam uma via alternativa de oxigenação: pelo ânus. Eles introduziram oxigênio na forma gasosa ou líquida nos intestinos de camundongos e porcos que haviam experimentado asfixia ou condições de baixo oxigênio e mostraram que os animais sobreviveram muito mais tempo do que aqueles sem o tratamento.

“Eu nunca li ou pensei sobre ventilação usando o sistema enteral”, disse Divya Patel, uma médica pulmonar e de cuidados intensivos da Faculdade de Medicina da Universidade da Flórida que não participou do trabalho. “Os ventiladores mecânicos são uma ponte. Eles nos dão tempo para o corpo se curar, [mas] o problema com eles é que eles também causam danos aos pulmões ”, explica ela. Esses autores estão “realmente tendo a mente aberta e pensando fora da caixa”.

Takanori Takebe, que é afiliado ao Hospital Infantil de Cincinnati, à Tokyo Medical and Dental University e à Yokohama City University, normalmente se concentra na manipulação de células-tronco para desenvolver órgãos humanos funcionais em uma placa de Petri. Mas, três anos atrás, seu pai, que tem uma doença pulmonar crônica, desenvolveu a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) – uma complicação pulmonar que pode ser letal e é comum em pacientes com COVID-19 grave – e precisava ser ventilado. Seu pai sobreviveu, mas a experiência impressionou Takebe como os tratamentos para insuficiência respiratória são limitados.

“O padrão de atendimento é realmente prejudicial para a função pulmonar nativa”, diz ele. Seu pai agora tem a função pulmonar comprometida, o que não é incomum em pacientes que foram ventilados, principalmente por um longo período de tempo. “Percebi que precisamos de diferentes formas de suporte respiratório sem envolver o pulmão nativo”, acrescenta.

Takebe e sua equipe fizeram algumas leituras e aprenderam que muitos organismos – incluindo peixes como botias e artrópodes – usam órgãos como a pele e os intestinos para adquirir oxigênio. Para determinar se os mamíferos têm essas habilidades, eles começaram com os ratos. Os ratos que receberam ar hipóxico através de suas traqueias sobreviveram por uma média de 18 minutos quando os pesquisadores introduziram gás oxigênio em seus intestinos através do ânus, mas apenas 11 minutos sem. Quando os pesquisadores esfregaram o revestimento intestinal com uma escova e, em seguida, introduziram o gás oxigênio, a maioria dos animais sobreviveu por pelo menos 50 minutos.

“Quando você aplica condições de hipóxia letal no camundongo e fornece oxigênio por via enteral, a sobrevivência dobra em termos de tempo”, explica ele. “Isso nos dará muito mais tempo para controlar a condição e realmente fazer a ponte até que o tratamento esteja disponível.”

Em seguida, os pesquisadores tentaram um método mais viável do que limpar o revestimento do intestino e bombear gás: introduzir um líquido oxigenado conhecido como perfluorocarbono através do ânus. Em estudos clínicos anteriores, os perfluorocarbonos transportando oxigênio dissolvido foram administrados diretamente nos olhos e vasos sanguíneos humanos, bem como nas vias aéreas de bebês prematuros para ajudar a reduzir as lesões pulmonares. Os pesquisadores infundiram perfluorocarbono carregado de oxigênio ou solução salina através do reto de camundongos em uma câmara de baixo oxigênio. Os animais que receberam o líquido oxigenado apresentaram melhorias na pressão do oxigênio no sangue e ficaram mais ativos após a infusão de perfluorocarbono do que os ratos que receberam solução salina.

Em seguida, a equipe testou a estratégia do líquido oxigenado em porcos anestesiados, que compartilham mais fisiologia com os humanos do que os ratos. Eles usaram um ventilador apenas cinco ou seis vezes por minuto para induzir insuficiência respiratória não letal e então resgataram os porcos da hipóxia com uma administração semelhante a um enema de perfluorocarbono carregado de oxigênio e não observaram efeitos colaterais óbvios. Para testar a segurança, eles fizeram infusões de perfluorocarbono nos intestinos dos ratos. Os ratos não estavam desidratados, não apresentavam diarreia e os níveis dos marcadores de toxicidade do órgão eram iguais ou menores do que os observados no controle com solução salina.

Essas descobertas são “um exemplo de evolução mexendo com algum sistema que provavelmente evoluiu para outro propósito – isto é, digerir alimentos e mover nutrientes pelo corpo – e então cooptar esse sistema para fazer outra coisa que é realmente útil para o organismo ”, diz Art Woods, biólogo da Universidade de Montana. Ele não estava envolvido no novo estudo, mas em um artigo de 2017 que o inspirou, ele mostrou com colegas que as aranhas do mar usam suas entranhas para transportar oxigênio. “É muito inteligente fazer isso de alguma forma intervencionista, como uma técnica médica”, acrescenta.

Com base na aprovação prévia de perfluorocarbonos pela Food and Drug Administration para outras indicações, “estamos muito otimistas quanto à segurança [e] tolerabilidade em aplicações humanas”, disse Takebe. Ele e seus colegas estão formando uma empresa iniciante para conduzir análises de segurança pré-clínica adicionais e também avaliar mais modelos de doenças animais. Ele diz que esperam iniciar os testes clínicos no próximo ano, mas adverte que ainda não está claro se melhorar a oxigenação por meio desse método seria útil em pacientes com coronavírus. “COVID-19 não é apenas sobre SDRA ou um problema de oxigenação pulmonar, mas há uma série de diferentes patologias envolvidas”, explica ele.

“Entender o mecanismo ajudaria a encorajar as pessoas a adotá-lo e fazer pesquisas adicionais sobre ele”, diz Patel. Outras próximas etapas incluem investigar a eficácia da estratégia em um modelo de ARDS ou pneumonia, bem como examinar mais a segurança dessa aplicação de perfluorocarbonos em pessoas, acrescenta ela. Se a técnica se mostrar eficaz e segura, “pode ser potencialmente uma forma de evitar o ventilador mecânico ou ser capaz de defini-lo para configurações muito baixas, de modo que você não esteja causando aquela lesão pulmonar induzida pelo ventilador”.

Fonte: ScienceMag