Robô vestível aumenta a força de crianças com atrofia muscular espinhal

Um robô vestível, pesando pouco menos de um quilograma, melhora a função do joelho em crianças com atrofia¹ muscular espinhal (AME), segundo uma pesquisa publicada na revista Nature.

O dispositivo oferece treinamento de resistência, personalizado para o indivíduo, para crianças que não conseguem caminhar devido à AME. Em comparação com as avaliações iniciais, após utilizarem o robô por seis semanas, seis crianças – com idades entre 6 e 10 anos – conseguiram levantar-se a partir de uma posição sentada mais baixa, apresentaram um aumento de 20% na musculatura do quadríceps e conseguiram gerar mais do que o dobro de força ao flexionar os joelhos.

Os benefícios estenderam-se para além do ambiente de laboratório, segundo os pais dos participantes, afirma o autor Tony Shu, bioengenheiro que atuava no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em Cambridge, EUA. “Em casa, quando os filhos tentam rolar para sair da cama ou ajustar a posição do corpo de certas maneiras, os pais percebem que isso se tornou muito mais fácil graças ao regime de treinamento”, diz Shu.

“O crescimento expressivo nos indicadores biomecânicos e as mudanças sinérgicas no sistema neuromuscular nos surpreenderam profundamente”, diz o autor Yanggang Feng, bioengenheiro da Universidade Beihang, na China. “A natureza portátil do dispositivo o torna ideal para uso doméstico”, acrescenta.

"É um trabalho muito importante que traz informações relevantes para a prática clínica", diz Elvira Pirondini, bioengenheira da Universidade de Pittsburgh, na Pensilvânia, EUA. No entanto, Pirondini ressalta que ainda não se sabe se o robô oferece uma vantagem exclusiva ou se outras formas de exercícios de alta intensidade também poderiam ajudar.

Leia sobre "Doenças neuromusculares" e "Reabilitação funcional".

Medicamentos não são suficientes

A AME é uma doença hereditária causada por mutações no gene SMN1, afetando aproximadamente um em cada 10.000 nascimentos. Na ausência de um gene SMN1 funcional, os neurônios² motores da medula espinhal³ morrem, e a força e a massa dos músculos⁴ que eles inervam sofrem deterioração.

Na última década, terapias genéticas revolucionaram o tratamento de pessoas com AME. Esses medicamentos, ao atuarem sobre o SMN1 ou sobre o seu gene complementar e protetor, o SMN2, interrompem ou retardam significativamente a perda neuronal. Contudo, eles não conseguem reconstruir músculos⁴ que já sofreram atrofia¹.

Por isso, Feng e seus colegas buscaram uma nova forma de reabilitação intensiva para restaurar a função muscular. A solução encontrada foi um robô acoplado ao joelho que proporciona um tipo de treinamento de resistência conhecido como treinamento isocinético. Essa modalidade de treino envolve manter os movimentos das pernas em velocidade constante durante o exercício, enquanto os usuários se esforçam para estender as pernas. O robô realiza isso oferecendo resistência variável à extensão do joelho, ajustada de acordo com a velocidade do movimento da perna. Quando a velocidade da perna aumenta, a resistência sobe para desacelerá-la; quando o movimento desacelera, a resistência diminui.

As crianças que testaram o robô tinham AME do tipo 2 – condição que se manifesta entre os 6 e 18 meses de idade, impede a capacidade de caminhar e, antes do advento das terapias gênicas, resultava em uma expectativa de vida⁵ inferior a 30 anos. As crianças, todas em tratamento com terapia gênica, haviam participado inicialmente de reabilitação física convencional, mas não apresentaram ganhos funcionais significativos.

Elas passaram, então, por 30 sessões com o robô, distribuídas ao longo de seis semanas, cada uma consistindo em 60 ou mais movimentos de perna. Para incentivar o engajamento das crianças nas sessões de treino, que eram desafiadoras, a equipe incorporou elementos de jogos (gamificação) ao sistema, permitindo que elas se vissem chutando uma bola enquanto estendiam a perna.

Após o treinamento, uma série de testes revelou melhorias acentuadas na função física de todas as seis crianças. Exames de ressonância magnética⁶ mostraram um aumento na área de secção transversal do quadríceps; medições de torque indicaram maior força nos joelhos; registros elétricos demonstraram uma condução nervosa mais eficiente; e o ângulo inicial para a transição da posição sentada para a em pé diminuiu de 111 para 104 graus.

“Foi positivo o fato de terem analisado diversos parâmetros”, afirma a bioengenheira Sandra Hnat, da Case Western Reserve University, em Cleveland, Ohio, EUA. As imagens musculares e os registros nervosos corroboraram as melhorias funcionais observadas.

Tornando o dispositivo portátil

Hnat observa que não há nada de revolucionário na tecnologia utilizada para criar esse robô, mas ressalta que ele impulsiona a tendência de usar robótica vestível não apenas para auxiliar movimentos, mas também para treinar e fortalecer o corpo. O estudo também aplica essa tecnologia a uma população jovem que carece de assistência adequada.

Shu concorda, observando que “os componentes individuais já haviam sido descritos em trabalhos anteriores”. Para ele, a premissa simples do estudo foi pegar inovações recentes da engenharia e combiná-las em um dispositivo portátil destinado a “pessoas que realmente precisam muito dele”.

Hnat e Pirondini elogiam o tamanho reduzido e a acessibilidade do dispositivo, mas afirmam que as conclusões do estudo são limitadas pela ausência de grupos de controle que poderiam ter recebido treinamento intensivo utilizando abordagens diferentes da robótica, para determinar se o robô apresenta vantagens exclusivas.

Shu reconhece essa limitação. Ele afirma que as famílias relutavam em participar caso não houvesse garantia de acesso à intervenção com o robô e admite, com franqueza, que a falta de financiamento foi um entrave.

Feng vê o dispositivo como um complemento às terapias genéticas para o tratamento da AME e acredita que ele possa ter aplicações além dessa doença. O grupo espera que o sistema possa ser adaptado para o treinamento de outras articulações⁷ e músculos⁴. No entanto, antes disso, é preciso encontrar investidores para apoiar o seu desenvolvimento.

Saiba mais sobre "Amiotrofia⁸ espinhal", "Atrofia¹ muscular" e "Como é a fisioterapia⁹".

Confira a seguir o resumo do artigo publicado.

Reabilitação neuromotora espinhal utilizando um robô portátil de treinamento isocinético

A maioria dos robôs assistivos para membros inferiores é projetada para auxiliar ativamente a marcha, sem considerar as adaptações neuromusculares de longo prazo. Apresentou-se aqui um robô leve (0,96 kg) que aplica treinamento de resistência isocinético para sustentar a reabilitação neuromuscular após a sua retirada.

O dispositivo integra um mecanismo de rigidez variável a um motor de amortecimento retroacionável, proporcionando um treinamento de resistência seguro, portátil e personalizável para jovens com atrofia¹ muscular espinhal (AME) tipo II.

Em um estudo envolvendo seis desses jovens participantes, observaram-se melhorias substanciais na capacidade motora dos membros inferiores após 6 semanas de treinamento assistido por robô em um ensaio clínico.

Os participantes adquiriram a capacidade de realizar a transição de sentar para levantar – com as mãos¹⁰ nos joelhos, mas sem suporte externo – partindo de um ângulo médio de flexão do joelho sentado de 111° para 104°, o que representa uma melhora de 7° em relação ao estado pré-intervenção.

Essa melhora foi acompanhada por um aumento significativo na função bilateral da articulação do joelho¹¹ (torque de pico: +130%; amplitude de movimento: +51%; trabalho: +97%). Observou-se uma hipertrofia¹² fisiológica¹³ acentuada do músculo quadríceps¹⁴ (área de secção transversal anatômica: +12%; volume: +19%; área de secção transversal fisiológica¹³: +21%), juntamente com uma melhor condução do nervo femoral¹⁵ (potencial de ação muscular composto: +19%), representando alterações fisiológicas¹⁶ condizentes com as melhorias funcionais observadas.

Vale ressaltar que os participantes conseguiram manter os ganhos obtidos após interromperem o treinamento isocinético e retornarem às suas rotinas convencionais de fisioterapia⁹.

Esses resultados indicam que mesmo uma exposição temporária ao treinamento de resistência isocinética por meio de robótica vestível pode facilitar uma recuperação neuromuscular duradoura.

Fontes:
Nature, publicação em 20 de maio de 2026.
Nature, notícia publicada em 20 de maio de 2026.