Modelo matemático desenvolvido por investigadores de Coimbra

Um modelo matemático que simula a libertação do fármaco a partir dos “stents” de última geração, “ferramenta que poderá ter impacto na cardiologia de intervenção”, foi desenvolvido por investigadores da Universidade de Coimbra (UC).

Uma equipa de investigadores da UC desenvolveu um modelo matemático que simula a libertação do fármaco a partir dos “stents” de última geração, os denominados drug-eluting stents (DES, stents de libertação de fármacos), uma ferramenta que poderá ter impacto na cardiologia de intervenção, divulgou a UC.

O modelo foi desenvolvido por uma equipa de investigadores do Departamento de Matemática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em colaboração com o serviço de cardiologia do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC)/polo dos Covões.

Os drug-eluting stents (DES), também conhecidos como “stents” farmacológicos, são dispositivos médicos utilizados na desobstrução de artérias.

O que distingue os DES dos “stents” convencionais é o facto de “a estrutura metálica ser revestida por um material polimérico, em que é disperso um fármaco antiproliferativo, que é posteriormente libertado, evitando, ou pelo menos limitando, a posterior ocorrência de reestenose (reoclusão) no vaso intervencionado”, refere a UC, em comunicado.

O comportamento dos DES, isto é, a distribuição ao longo do tempo do fármaco libertado nas paredes do vaso, é determinado por uma complexa combinação de fenómenos que dependem das propriedades do polímero, das propriedades do fármaco e da situação clínica do paciente, em particular do estado clínico das paredes do vaso sanguíneo intervencionado.

É por essa razão que o modelo desenvolvido pela equipa do Departamento de Matemática, constituída pelos investigadores José Augusto Ferreira, Maria Paula Oliveira e Jahed Naghipoor, em colaboração com Lino Gonçalves, Diretor do Serviço da Cardiologia do CHUC, pode assumir um papel preponderante, sublinha a UC.

O modelo permite a introdução de parâmetros que caracterizam a situação clínica do paciente, como, por exemplo, a viscosidade do sangue e a geometria e composição da placa aterosclerótica.

Uma vez personalizado o quadro clínico, o conjunto de equações que constituem o modelo simula a distribuição de fármaco, ao longo dos meses subsequentes à implantação do “stent”, assim como algumas características da circulação sanguínea na região de implantação, para cada paciente individual.

De acordo com a UC, as informações fornecidas pelo modelo podem constituir “uma importante ferramenta de apoio à decisão clínica, possibilitando a definição de estratégias terapêuticas para prevenir o aparecimento da reestenose”.

O trabalho, publicado na revista científica Mathematical Biosciences, foi desenvolvido ao longo de quatro anos.

A modelação matemática do acoplamento “in vivo”, de um stent e de um vaso sanguíneo, revelou-se uma tarefa de elevada complexidade porque o processo depende de múltiplos fenómenos interdependentes como as características da degradação do revestimento polimérico do stent, a cinética do fármaco na matriz polimérica, a sua difusão na parede do vaso sanguíneo e a influência das propriedades fisiológicas da parede do vaso.

“O sucesso do trabalho que desenvolvemos deve-se à estreita colaboração e ao constante diálogo interdisciplinar entre os matemáticos da equipa e o cardiologista Lino Gonçalves”, afirma José Augusto Ferreira, citado pela UC.

Agora, pretende-se completar o modelo, “através da criação de um novo algoritmo que tenha também em atenção a proliferação celular que ocorre durante a reestenose”, acrescenta o investigador.

Seguir-se-á “a validação do modelo, que se baseará na casuística do Serviço de Cardiologia” e, concluída esta fase, será disponibilizada “uma plataforma computacional a ser utilizada em ambiente hospitalar”, adianta ainda José Augusto Ferreira.

Para saber mais, consulte:

• Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, EPE – Notícias
• Mathematical Biosciences Journal – Estudo “The influence of atherosclerotic plaques on the pharmacokinetics of a drug eluted from bioabsorbable stents” – em inglês