Terapia fotodinâmica – Uma forma não tóxica de combater o câncer

Os médicos podem tratar certos tipos de câncer com moléculas emissoras de luz não tóxicas, os fotossensibilizadores, e luz. Essa é a essência da terapia fotodinâmica, um modelo de tratamento promissor para certos tipos de câncer. E a pesquisa está impulsionando ainda mais a aplicação dessa tecnologia em diversas formas de tratamento oncológico.

Na terapia fotodinâmica, um paciente com câncer maligno recebe uma fibra óptica inserida em seu corpo ou posicionada logo ao redor. Essa luz emite comprimentos de onda visíveis. Ela reage com moléculas fotossensibilizadoras (medicamentos fotodinâmicos), fornecendo energia ao oxigênio no microambiente que, por sua vez, gera espécies de oxigênio singlete não tóxicas para reduzir ou destruir o tumor.

Espécies de oxigênio singlete são variedades químicas reativas que contêm oxigênio.

Também conhecida como terapia de luz, a terapia fotodinâmica é um tratamento para cânceres localizados próximos à superfície do tecido corporal, onde a luz pode agir sobre as substâncias químicas.

Diferentemente da radioterapia, que utiliza radicais livres e uma fonte de luz tóxica, a terapia fotodinâmica não causa efeitos colaterais sistêmicos como a quimioterapia. A luz e as moléculas utilizadas na terapia fotodinâmica são atóxicas e benignas. O tratamento geralmente dura uma hora e, normalmente, é realizado em uma única sessão. As moléculas podem ser reinjetadas e a luz pode ser aplicada em uma sessão subsequente.

A terapia fotodinâmica utiliza a luz para ativar moléculas de medicamentos que combatem as células cancerígenas quando essas moléculas são excitadas por determinadas fontes de luz. Gang Han, Ph.D., investigador principal do Laboratório Han e professor associado de Bioquímica e Farmacologia Molecular na Universidade de Massachusetts-Medical School, está a desenvolver ainda mais essa tecnologia para o tratamento de cancros em tecidos profundos e de grandes dimensões. Ele está a fazê-lo utilizando uma técnica já conhecida pelos químicos, mas que nunca tinha sido usada em terapia fotodinâmica.

“Usamos luz para iluminar certas regiões do tumor. Só assim conseguiremos evitar efeitos colaterais sistêmicos no corpo”, disse Han. “A luz ilumina apenas as células tumorais e as mata.”

A luz é introduzida através de fibras ópticas.

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

A maioria dos tratamentos atualmente utilizados só pode ser aplicada em tecidos superficiais, como a pele e pequenas lesões. O problema que os pesquisadores precisam enfrentar é o uso da terapia fotodinâmica na região visível do espectro eletromagnético. "A penetração da luz visível é superficial", disse Han. "Essa é a limitação da terapia fotodinâmica para a prática clínica."

Até o momento, essa terapia tem sido usada para tratar câncer de cólon, câncer de ovário, câncer de colo do útero e câncer de pele. Às vezes, ela reduz o tamanho do tumor para permitir sua remoção cirúrgica.

“A principal vantagem da Terapia Fotodinâmica é que o tratamento pode ser repetido várias vezes com segurança, sem produzir efeitos imunossupressores e mielossupressores, e pode ser administrado mesmo após cirurgia, quimioterapia ou radioterapia”, segundo os Institutos Nacionais de Saúde.

De acordo com o Dr. Timothy Moynihan, da Clínica Mayo, a terapia fotodinâmica pode ser uma opção para o tratamento de cânceres de pulmão superficiais de células não pequenas que não se espalharam além dos pulmões e que estão localizados em áreas de fácil acesso com as ferramentas utilizadas durante o tratamento.

Han quer criar uma nova versão do medicamento para Terapia Fotodinâmica que tenha absorção amplificada no infravermelho próximo, com uma luz que penetra nos tecidos de forma muito mais eficaz. Dessa forma, seria possível atingir camadas mais profundas do tecido para tratar o câncer, como o de pulmão, mama ou fígado.

Han sintetiza novas moléculas com dois componentes: um com uma forte propriedade de fluorescência padrão, absorvendo no infravermelho próximo (NIR), e o outro com um receptor com sinais de fluorescência fracos. A energia, então, pode ser transferida para o estado tripleto de longa duração do receptor de fluorescência fraca. Isso pode ser útil para a geração de espécies de oxigênio singlete quando e onde essa nova molécula fotodinâmica for injetada no local do tratamento. As espécies de oxigênio singlete podem reagir com as células malignas e destruir essas células cancerígenas localizadas em grandes tumores profundos no corpo.

A terapia fotodinâmica trata lesões pré-malignas utilizando medicamentos chamados agentes fotossensibilizantes, juntamente com luz, para destruir as células pré-cancerígenas, de acordo com a Sociedade Americana de Cirurgia Dermatológica. Os medicamentos só funcionam após serem ativados por determinados comprimentos de onda de luz. O processo também é conhecido como fototerapia, fotoquimioterapia e fototerapia.

Os benefícios dermatológicos incluem a ausência de efeitos colaterais a longo prazo, o fato de ser minimamente invasivo e poder ser administrado em consultório médico diversas vezes na mesma área de tratamento. Deixa pouca ou nenhuma cicatriz e pode melhorar a aparência, o tom, a cor e a textura da pele.

Após a Terapia Fotodinâmica, todo o corpo fica sensível à luz, e o paciente precisa evitar qualquer exposição à luz intensa por até oito semanas após o tratamento.

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

“A ideia que estamos utilizando é chamada de Transferência de Energia por Ressonância de Förster (FRET)”, disse Han. “Normalmente, temos duas moléculas fluorescentes. Nós as ligamos mais fortemente. Ambas são emissoras que emitem luz rapidamente. Em seguida, usamos um receptor diferente, ou seja, uma molécula com baixa fluorescência. A energia luminosa absorvida não é útil para emissões. Dessa forma, podemos estender a absorção dessa molécula para o infravermelho próximo (NIR) para amplificar as espécies de oxigênio singlete.”

Han utiliza instrumentos HORIBA, incluindo os espectrofluorímetros FluoroMax® e Fluorolog, juntamente com diversas funções modulares para medir o processo de transferência de energia FRET, permitindo que seu grupo de pesquisa quantifique a eficiência das espécies de oxigênio singlete.

O grupo de Han realizou um estudo com camundongos com câncer de mama metastático. Seu grupo demonstrou que, ao injetar suas novas moléculas nos camundongos, o tumor diminuiu por meio de luz LED infravermelha, aplicada externamente ao corpo, durante 30 minutos. Eles observaram resultados positivos logo em seguida.

O grupo de Han tem tratado o câncer de mama triplo-negativo, que não apresenta resultados positivos para três marcadores comuns, em camundongos. Observou-se que esses camundongos exibem uma redução significativa dos tumores com radiação de baixa potência. No entanto, esse método não é uma radioterapia, pois utiliza luz e substâncias químicas não tóxicas.

“Existem apenas dois fotossensibilizadores no mercado que respondem exclusivamente à luz visível”, disse ele. “Realizamos este trabalho inicial e esta nova molécula mostrou-se promissora. Ela não apresenta a toxicidade de outras terapias. O próximo teste, além dos realizados em pequenos animais, precisa ser conduzido antes dos ensaios clínicos. Ainda temos um longo caminho a percorrer.”

Han precisa testar o procedimento em outros indivíduos, a fim de verificar sua não toxicidade e eficácia.

O estudo de infravermelho NIR levou cerca de um ano, desde a concepção e o projeto até a experimentação e a publicação.

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

Para lesões pré-malignas, “o procedimento requer três etapas: aplicação, incubação e ativação por luz. Primeiro, o medicamento é aplicado na pele na área a ser tratada, geralmente na forma de líquido ou creme”, segundo a associação.

“O medicamento é deixado secar ao ar e, em seguida, incubado por um período que varia de 30 a 60 minutos até 18 horas, dependendo da condição e do local do tratamento. A pele é exposta a uma fonte especial de luz azul. O agente fotossensibilizante 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, utiliza-se um ventilador para resfriar a área tratada. Após o tratamento, a área tratada é limpa e aplica-se protetor solar.

Os riscos incluem reações à luz semelhantes a queimaduras solares, sensação de queimação, descoloração, dor, bolhas, crostas, reações alérgicas e sensibilidade ao sol.

A Clínica Mayo utiliza a terapia fotodinâmica para tratar uma variedade de doenças, incluindo câncer de esôfago, esôfago de Barrett, câncer de ducto biliar, certas doenças de pele, incluindo alterações pré-cancerígenas da pele (ceratose actínica), câncer de pele não melanoma, câncer de pulmão e câncer de estômago.

A terapia fotodinâmica é um tratamento antitumoral potencial para o osteossarcoma cirurgicamente inoperável, o tipo mais comum de câncer que se inicia nos ossos, de acordo com um estudo publicado pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) em 2018. A pesquisa utilizou camundongos para estudar a técnica.

Na obra "Terapia Fotodinâmica para o Câncer", o Instituto Nacional do Câncer descreve a terapia fotodinâmica como um processo de múltiplas etapas que começa com a injeção de um agente fotossensibilizante na corrente sanguínea. Este agente é absorvido pelo organismo, mas permanece nas células cancerígenas por mais tempo do que nas células normais. Assim que a maior parte do agente deixa as células normais, mas permanece nas células cancerígenas, o tumor é exposto à luz.

O fotossensibilizador no tumor absorve a luz e produz uma forma ativa de oxigênio que destrói as células cancerígenas próximas. A Terapia Fotodinâmica para o Câncer foi originalmente publicada pelo Instituto Nacional do Câncer.

¹ Este trabalho foi publicado na revista Advanced Materials com o título “Aprimorando a terapia fotodinâmica por meio de nanopartículas fotossensibilizadas no infravermelho próximo construídas por transferência de energia de ressonância” (L. Huang, Z. Li, Y. Zhao, J. Yang, Y. Yang, AI Pendharkar, Y. Zhang, S. Kelmar, L. Chen, W. Wu, J. Zhao, G. Han, Adv. Mater. 2017, 29, 1604789. https://doi.org/10.1002/adma.201604789).

Siga-nos