Terapia fotodinâmica - uma forma não tóxica de combater o câncer

Post: Photodynamic therapy – A non-toxic way to fight cancer

 

Os médicos podem tratar certos tipos de câncer com moléculas emissoras de luz não tóxicas, fotossensibilizadores e luz. Esta é a essência da terapia fotodinâmica, um modelo de tratamento emergente para certos tipos de câncer. E a pesquisa está levando a tecnologia ainda mais para muitas formas de tratamentos de câncer.

Na terapia fotodinâmica, um paciente com câncer maligno tem uma luz de fibra ótica inserida ou colocada fora de seu corpo. Esta luz emite comprimentos de onda visíveis. Ele reage com moléculas fotossensibilizadoras (drogas fotodinâmicas), fornece energia para o oxigênio no microambiente que, por sua vez, gera espécies não tóxicas de oxigênio singlete para encolher ou matar o tumor.

As espécies de oxigênio singlete são variedades químicas quimicamente reativas que contêm oxigênio.

Também conhecida como fototerapia, a terapia fotodinâmica é um tratamento para cânceres que estão próximos à superfície de um tecido corporal, onde a luz pode atuar sobre as substâncias químicas.

Isso não é como a radioterapia, que usa radicais e uma fonte de luz tóxica. Nem causa efeitos colaterais sistemáticos como a quimioterapia. A luz e as moléculas utilizadas na terapia fotodinâmica são atóxicas e benignas. O tratamento geralmente dura uma hora e os pacientes normalmente o fazem apenas uma vez. As moléculas sempre podem ser reinjetadas e a luz pode ser aplicada durante uma sessão subsequente.

A terapia fotodinâmica usa luz para ativar moléculas de drogas que lutam contra as células cancerosas quando essas moléculas são excitadas por certas fontes de luz. Gang Han, Ph. D, o investigador principal do Han Lab, um professor associado de Bioquímica e Farmacologia Molecular da University of Massachusetts-Medical School está levando a tecnologia ainda mais para o tecido profundo e tratamento de câncer de grande porte. Ele está fazendo isso usando uma técnica conhecida pelos químicos há muito tempo, mas que nunca foi usada na terapia fotodinâmica.

Diminuindo tumores

 “Fazemos isso com luz para iluminar certas regiões tumorais. Só assim é possível evitar efeitos colaterais sistemáticos no corpo ”, disse Han. “A luz ilumina apenas as células tumorais e as mata.”

A luz é introduzida por meio de fibra óptica.

“Você precisa de três coisas para a terapia fotodinâmica: luz, uma molécula como mediadora e o oxigênio no microambiente. O produto dessa reação, um composto reativo de espécies de oxigênio singlete, mata o câncer ”, disse ele.

Os tratamentos mais usados ​​atualmente só podem ser aplicados em tecidos superficiais como pele e pequenas lesões. O problema com o qual os pesquisadores precisam lidar é o uso da terapia fotodinâmica na região do visível. “Há uma penetração superficial da luz visível”, disse Han. “Então essa é a limitação da terapia fotodinâmica para a prática clínica.”

Até agora, esta terapia terapêutica tem sido usada para tratar câncer de cólon, câncer de ovário, câncer cervical e câncer de pele. Às vezes, ele encolhe o tumor para permitir que seja removido cirurgicamente.

“A principal vantagem da Terapia Fotodinâmica é que o tratamento pode ser repetido várias vezes com segurança, sem produzir efeitos imunossupressores e mielossupressores, podendo ser administrado mesmo após cirurgia, quimioterapia ou radioterapia”, segundo o National Instititues of Health.

A terapia fotodinâmica pode ser uma opção para o tratamento de cânceres de pulmão de células não pequenas superficiais que não se espalharam além dos pulmões e aqueles que estão localizados em áreas facilmente alcançadas com as ferramentas usadas durante o tratamento, de acordo com o Dr. Timothy Moynihan, do Mayo Clínica.

Han quer criar uma nova versão da droga da terapia fotodinâmica que ampliou a absorção do infravermelho próximo, com uma luz de penetração no tecido muito melhor. Desta forma, pode-se aprofundar no tecido para tratar o câncer, como no pulmão, mama ou fígado.

Han faz novas moléculas com dois componentes: um com uma propriedade de fluorescência de absorção de infravermelho próximo forte (NIR) padrão e o outro com um receptor com sinais de fluorescência fracos. No entanto, a energia pode agora ser transferida para o estado tripleto de longa duração do receptor de fluorescência fraca. Isso pode ser útil para a geração de espécies de geração de oxigênio singlete quando e onde essa nova molécula fotodinâmica é injetada no local de tratamento. As espécies de oxigênio singlete podem ser reativas com as células malignas e continuar a matar essas células cancerosas enterradas em grandes tumores localizados nas profundezas do corpo.

A terapia fotodinâmica trata crescimentos pré-malignos usando drogas chamadas agentes fotossensibilizantes, junto com a luz, para matar células pré-cancerosas, de acordo com a Sociedade Americana de Cirurgia Dermatológica. As drogas só funcionam depois de serem ativadas por certos comprimentos de onda da luz. O processo também é conhecido como fotoradiação, fototerapia e fotoquimioterapia.

Os benefícios dermatológicos incluem nenhum efeito colateral de longo prazo, que é minimamente invasivo e pode ser administrado em um consultório médico várias vezes na mesma área de tratamento. Deixa pouca ou nenhuma cicatriz e pode melhorar a aparência, tom, cor e textura da pele. 

Todo o corpo é sensível à luz após a terapia fotodinâmica, e o paciente deve evitar qualquer exposição à luz forte por até oito semanas após o tratamento.

“A terapia fotodinâmica não é eficaz para o câncer que se espalhou além do pulmão ou tumores que não podem ser alcançados pelo broncoscópio”, disse Moynihan.

A ciência por trás do conceito

“A ideia que estamos utilizando é chamada de Förster Resonance Energy Transfer (FRET)”, disse Han. “Normalmente, existem duas moléculas de fluorescência. Você os vincula mais estreitamente Ambos são emissores que emitem luz rapidamente. Em seguida, usamos um receptor diferente, ou seja, uma molécula de fluorescência ruim. A energia da luz absorvida não é útil para as emissões. Desta forma, podemos alongar a absorção desta molécula ao infravermelho NIR para amplificar as espécies de oxigênio singlete. ”

Han utiliza instrumentos HORIBA, incluindo os FluoroMax® e Fluorolog® espectrofluorímetros, juntamente com uma série de funções modulares para medir o processo de transferência de energia FRET, permitindo que seu grupo de pesquisa para quantificar a eficiência das espécies oxigénio atómico.

O grupo de Han fez um estudo com ratos com câncer de mama com metástase. Seu grupo mostrou que, ao injetar suas novas moléculas em ratos, eles encolheram o tumor por meio de luz LED infravermelha, aplicada de fora do corpo, por 30 minutos. Eles observaram resultados positivos logo em seguida.

Mais pesquisa

O grupo de Han tem tratado o câncer de mama triplo-negativo, que não dá resultado positivo para três medidas comuns, em camundongos. Esses ratos foram encontrados para exibir redução significativa de tumores com radiação de baixa potência. No entanto, esta não é uma terapia de radiação, pois usa luz e produtos químicos não tóxicos.

“Existem apenas dois fotossensibilizadores no mercado que respondem apenas à luz visível”, disse ele. “Fizemos esse trabalho inicial e essa nova molécula foi promissora. Não produz a toxicidade de outras terapias. O próximo teste, além do de pequenos animais, deve ser realizado antes dos ensaios clínicos. Temos um caminho a percorrer ”.

Han deve testar o procedimento em outros assuntos, a fim de verificar a não toxicidade e eficiência.

O estudo infravermelho do NIR levou cerca de um ano, desde o conceito e design até o experimento e a publicação.

“Estamos muito entusiasmados com nossa nova tecnologia”, observou Han. “As pessoas já sabem sobre o FRET há muito tempo, mas não haviam pensado em emprestá-lo para terapia fotodinâmica. Com FRET, podemos alongar a absorção e deslocá-la da região visível para a região do infravermelho próximo. 1 ”

Para crescimentos pré-malignos, “o procedimento requer três etapas: aplicação, incubação e ativação por luz. Primeiro o medicamento é aplicado na pele da área de tratamento, geralmente na forma de líquido ou creme ”, afirma a sociedade.

“O medicamento pode secar ao ar e depois incubar de 30 a 60 minutos até 18 horas, dependendo da condição e do local de tratamento. A pele é exposta a uma fonte especial de luz azul. O agente fotossensibilizador e o tratamento com luz ativam uma molécula de oxigênio que pode destruir as células próximas.

O paciente pode sentir um leve formigamento ou calor. Às vezes, um ventilador é usado para resfriar a área de tratamento. Após o tratamento, a área tratada é limpa e um protetor solar é aplicado. ”

Os riscos incluem reação à luz semelhante a uma queimadura de sol, queimadura, descoloração, dor, bolhas, crostas, reações alérgicas e sensibilidade ao sol.

A Mayo Clinic usa terapia fotodinâmica para tratar uma variedade de condições, incluindo câncer de esôfago, esôfago de Barrett, câncer do ducto biliar, certas doenças de pele, incluindo alterações cutâneas pré-cancerosas (ceratose actínica), câncer de pele não melanoma, câncer de pulmão e câncer de estômago.

A terapia fotodinâmica é um potencial tratamento antitumoral para o osteossarcoma cirurgicamente inoperável, o tipo mais comum de câncer que começa nos ossos, de acordo com um estudo publicado pelo National Instititues of Health em 2018. A pesquisa usou ratos para estudar a técnica.

Em Photodynamic Therapy for Cancer , o National Cancer Institute descreve a terapia fotodinâmica como um processo de várias etapas, começando com a injeção de um agente fotossensatizante na corrente sanguínea. É absorvido pelo corpo, mas permanece nas células cancerosas por mais tempo do que as células normais. Quando a maior parte do agente deixa as células normais, mas permanece nas células cancerosas, o tumor é exposto à luz.

O fotossensibilizador no tumor absorve a luz e produz uma forma ativa de oxigênio que destrói as células cancerosas próximas. Photodynamic Therapy for Cancer foi originalmente publicado pelo National Cancer Institute.

Fonte: Horiba

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