p A luz há muito tem sido usada para tratar o câncer. Mas a fototerapia só é eficaz onde a luz pode chegar facilmente, limitando seu uso a cânceres de pele e em áreas acessíveis com um endoscópio, como o trato gastrointestinal. p Usando um modelo de câncer de rato, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington, em St. Louis, criaram uma maneira de aplicar terapia à base de luz a tecidos profundos nunca antes acessíveis. Em vez de brilhar uma luz externa, eles entregaram luz diretamente às células tumorais, junto com uma fonte fotossensível de radicais livres que podem ser ativados pela luz para destruir o câncer. E eles fizeram isso usando materiais já aprovados para uso em pacientes com câncer.

p O estudo aparece em 9 de março na revista Nature Nanotechnology .

p "A fototerapia funciona muito bem e tem poucos efeitos colaterais, mas não pode ser usado para tumores metastáticos ou profundamente incorporados, "disse o autor sênior Samuel Achilefu, PhD, professor de radiologia e engenharia biomédica na Washington University. "Em geral, iluminar materiais fotossensíveis gera radicais livres que são muito tóxicos e induzem a morte celular. Mas a técnica só funcionou bem quando a luz e o oxigênio podem chegar lá. A necessidade de oxigênio e a penetração superficial da luz no tecido limitaram os avanços nessa área por décadas. "

p A fonte de luz que os pesquisadores captaram depende de um fenômeno chamado radiação Cerenkov, identificado na década de 1930 por Pavel Cerenkov, que mais tarde ganhou o Prêmio Nobel de Física pela descoberta. A radiação de Cerenkov é responsável pelo brilho azul característico dos reatores nucleares subaquáticos. Ele também é produzido durante exames de tomografia por emissão de pósitrons (PET) que os médicos usam para diagnosticar o câncer.

p Achilefu e o primeiro autor Nalinikanth Kotagiri, MD, PhD, um pesquisador de pós-doutorado, focado em uma estratégia de imagem amplamente usada chamada FDG-PET. Com esta técnica, os pacientes são submetidos a uma PET após receberem uma dose intravenosa de moléculas de açúcar marcadas com rádio, chamadas fluorodesoxiglicose (FDG). Muitos tumores absorvem o açúcar para suportar seu rápido crescimento, e o flúor radioativo ligado faz com que esses tumores se acendam em uma varredura PET, não importa onde eles estejam no corpo.

p Os pesquisadores levantaram a hipótese de que o flúor radioativo também produziria radiação Cerenkov suficiente para ativar um agente fotossensibilizador se ele também pudesse ser entregue no mesmo local.

p Desta maneira, O FDG pode servir a dois propósitos, continuando seu papel como um agente de imagem e adicionando o novo trabalho de fornecer luz para fototerapia, de acordo com Kotagiri.

p "FDG é um dos agentes de imagem mais amplamente usados ​​no mundo, "Achilefu disse." Essa é a beleza deste paradigma de tratamento. É usado em hospitais hoje para encontrar câncer primário e metastático. Assim, com FDG como nossa fonte de luz, precisávamos encontrar um material que se tornasse tóxico quando exposto à luz que produz. "

p Depois de examinar uma série de opções, os pesquisadores se concentraram em nanopartículas feitas de dióxido de titânio, um mineral com ampla aplicação na medicina e na indústria, incluindo implantes de quadril, protetor solar, pasta de dentes e aditivos alimentares. Quando exposto à luz, o dióxido de titânio produz radicais livres sem a necessidade de oxigênio para a reação. Para ver se eles poderiam aumentar a potência das nanopartículas, os pesquisadores também adicionaram uma droga chamada titanoceno à superfície do nanomaterial.

p "O titanoceno foi aprovado para uso experimental em pessoas, "Achilefu disse." Foi todo o caminho para os ensaios clínicos de Fase 2 como um agente de quimioterapia. Foi considerado seguro, mas não funcionou muito bem em comparação com um placebo. Ainda, também é conhecido por interagir com a luz de baixa intensidade e se quebrar em radicais livres. Decidimos ver se poderíamos ensiná-lo a fazer seu trabalho de forma diferente - agir como uma droga fototerapêutica em vez de uma droga quimioterápica. "

p Para ajudar as nanopartículas a se estabelecerem em tumores em camundongos, os pesquisadores também revestiram as partículas com uma proteína chamada transferrina, que se liga ao ferro no sangue. Como açúcar, muitos tumores dependem do ferro para crescer. Achilefu apontou que esta proteína de ligação ao ferro é simplesmente um exemplo de uma maneira de direcionar as nanopartículas às células cancerosas.

p Os pesquisadores testaram diferentes formulações de nanopartículas e drogas contra o câncer combinadas com a fonte de luz FDG em camundongos com tumores de pulmão humano e fibrossarcoma, um tumor do tecido conjuntivo. Comparando esses ratos com ratos não tratados, eles testaram as seguintes combinações:FDG mais nanopartículas de busca de tumor isoladamente (sem droga contra o câncer), FDG mais medicamento para câncer em busca de tumor sozinho (sem nanopartículas), e FDG mais nanopartículas em busca de tumor que transportam a droga contra o câncer.

p Quando injetado na corrente sanguínea com FDG, as nanopartículas em busca de tumor que carregavam a droga contra o câncer tiveram o efeito mais significativo. Quinze dias após o tratamento, os tumores em camundongos tratados eram oito vezes menores do que em camundongos não tratados.

p Os camundongos que receberam FDG mais nanopartículas em busca de tumor sobreviveram cerca de 30 dias em comparação com uma média de 15 dias para os camundongos não tratados. Eles também descobriram aproximadamente a mesma sobrevivência de 30 dias para os ratos que receberam FDG mais apenas o medicamento para o câncer que busca o tumor - sem as nanopartículas. A sobrevivência aumentou para 50 dias para os ratos que receberam todos os três componentes:FDG mais as nanopartículas que buscam o tumor que transportam a droga contra o câncer.

p "Exposto à fonte de luz, as nanopartículas de dióxido de titânio sozinhas podem matar o câncer, "Achilefu disse." Mas adicionar a droga parece melhorar o resultado terapêutico. Os dois juntos produzem diferentes tipos de radicais livres que dominam as células tumorais. Nossa formulação também usa doses da droga que são muito mais baixas do que as administradas para quimioterapia. "

p Kotagiri acrescentou que os efeitos colaterais tóxicos devem ser mínimos. Tanto a luz quanto o material fotossensível são direcionados ao tumor, e o material não é tóxico, a menos que seja ativado pela fonte de luz, que deve ocorrer apenas no local do tumor.

p Achilefu e Kotagiri estão planejando um pequeno ensaio clínico em pessoas para avaliar os componentes prontamente disponíveis desta estratégia, começando com FDG combinado com o medicamento experimental contra o câncer.