Quando Louis DeRidder tinha 12 anos, ele teve uma emergência médica que quase lhe custou a vida. A experiência aterrorizante lhe deu uma visão de perto do atendimento médico e o deixou ansioso para aprender mais.

“Nem sempre é possível identificar exatamente o que faz você se interessar por algo, mas aquele foi um momento transformador”, diz DeRidder.

No ensino médio, ele agarrou a oportunidade de participar de um programa focado em medicina, passando cerca de metade dos seus dias durante o último ano do ensino médio aprendendo sobre ciências médicas e acompanhando médicos.

DeRidder ficou fascinado. Ele ficou fascinado pelas tecnologias que tornam os tratamentos possíveis e estava particularmente interessado em como os medicamentos são entregues ao cérebro, uma curiosidade que despertou uma paixão para toda a vida.

“Aqui estava eu, um garoto de 17 anos no ensino médio, e uma década depois, esse problema ainda me fascina”, ele diz. “Foi isso que eventualmente me levou ao campo de entrega de medicamentos.”

Os interesses de DeRidder o levaram a se transferir na metade de seus estudos de graduação para a Universidade Johns Hopkins, onde ele realizou uma pesquisa que havia proposto em uma proposta de Bolsa Goldwater. A pesquisa se concentrou no desenvolvimento de um conjugado nanopartícula-fármaco para administrar um fármaco às células cerebrais a fim de transformá-las de um fenótipo pró-inflamatório em um anti-inflamatório. Tal tecnologia poderia ser valiosa no tratamento de doenças neurodegenerativas, incluindo Alzheimer e Parkinson.

Em 2019, DeRidder entrou no programa conjunto Harvard-MIT Health Sciences and Technology, onde embarcou em um tipo um pouco diferente de projeto de administração de medicamentos — desenvolvendo um dispositivo que mede a concentração de um medicamento de quimioterapia no sangue enquanto ele está sendo administrado e ajusta a taxa de infusão para que a concentração seja ótima para o paciente. O sistema é conhecido como CLAUDIA, ou Closed-Loop AUtomated Drug Infusion RegulAtor, e pode permitir a personalização da dosagem de medicamentos para uma variedade de medicamentos diferentes.

O projeto surgiu de discussões com seus orientadores — Robert Langer, o David H. Koch Institute Professor, e Giovanni Traverso, o Karl Van Tassel Career Development Professor e gastroenterologista do Brigham and Women's Hospital. Eles explicaram a ele que a dosagem da quimioterapia é baseada em uma fórmula desenvolvida em 1916 que estima a área de superfície corporal de um paciente. A fórmula não considera influências importantes, como diferenças na composição corporal e no metabolismo, ou flutuações circadianas que podem afetar como um medicamento interage com um paciente.

“Uma vez que meus orientadores apresentaram a realidade de como as quimioterapias são dosadas”, diz DeRidder, “pensei: 'Isso é loucura. Como isso é a realidade clínica?'”

Ele e seus orientadores concordaram que este era um ótimo projeto para seu doutorado.

“Depois que me deram a declaração do problema, começamos a fazer um brainstorming de maneiras de desenvolver um dispositivo médico para melhorar a vida dos pacientes”, diz DeRidder, acrescentando: “Adoro começar com uma folha de papel em branco e depois fazer um brainstorming para descobrir a melhor solução”.

Quase desde o início, o processo de pesquisa de DeRidder envolveu o MATLAB e o Simulink, desenvolvidos pela empresa de software matemático MathWorks.

“MathWorks e Simulink são essenciais para o que fazemos”, diz DeRidder. “Eles nos permitem modelar a farmacocinética do medicamento — como o corpo distribui e metaboliza o medicamento. Também modelamos os componentes do nosso sistema com o software deles. Isso foi especialmente crítico para nós nos primeiros dias, porque nos permitiu saber se era possível controlar a concentração do medicamento. E desde então, melhoramos continuamente o algoritmo de controle, usando essas simulações. Você simula centenas de experimentos diferentes antes de realizar qualquer experimento no laboratório.”

Com seu uso inovador das ferramentas MATLAB e Simulink, DeRidder recebeu bolsas MathWorks no ano passado e neste ano. Ele também recebeu uma National Science Foundation Graduate Research Fellowship.

“As bolsas foram essenciais para o desenvolvimento do sistema de administração de medicamentos CLAUDIA”, diz DeRidder, acrescentando que “teve o prazer de trabalhar com uma ótima equipe de estudantes e pesquisadores no laboratório”.

Ele diz que gostaria de mover o CLAUDIA para o uso clínico, onde ele acha que poderia ter um impacto significativo. “Tudo o que eu puder fazer para ajudar a empurrá-lo para a clínica, incluindo potencialmente ajudar a iniciar uma empresa para ajudar a comercializar o sistema, estou definitivamente interessado em fazê-lo.”

Além de desenvolver CLAUDIA, DeRidder está trabalhando no desenvolvimento de novas nanopartículas para fornecer ácidos nucleicos terapêuticos. O projeto envolve sintetizar novas moléculas de ácido nucleico, bem como desenvolver novas nanopartículas poliméricas e lipídicas para fornecer os ácidos nucleicos aos tecidos e células alvos.

DeRidder diz que gosta de trabalhar com tecnologias em diferentes escalas, de dispositivos médicos a moléculas — todas com potencial para melhorar a prática da medicina.

Enquanto isso, ele encontra tempo em sua agenda ocupada para fazer serviço comunitário. Nos últimos três anos, ele passou um tempo ajudando os sem-teto nas ruas de Boston.

“É fácil perder o foco nas maneiras concretas e simples pelas quais podemos servir nossas comunidades quando estamos fazendo pesquisas”, diz DeRidder, “é por isso que sempre busco maneiras de servir as pessoas que encontro todos os dias, seja um aluno que oriento no laboratório, atendendo moradores de rua ou ajudando o estranho que você conhece na loja e que está tendo um dia ruim”.

No final das contas, DeRidder diz que retornará ao trabalho, o que também lembra seu primeiro contato com a área médica no ensino médio, onde interagiu com muitas pessoas com diferentes tipos de demência e outras doenças neurológicas em uma casa de repouso local.

“Meu plano de longo prazo inclui trabalhar no desenvolvimento de dispositivos e terapias moleculares para tratar doenças neurológicas, além de continuar trabalhando no câncer”, ele diz. “Realmente, eu diria que a experiência inicial teve um grande impacto em mim.”