Oamenii de știință de la Universitatea Notre Dame au dezvoltat un dispozitiv LED implantabil, de dimensiunea unui bob de orez, care folosește fototerapia pentru a induce moartea celulelor din interiorul tumorilor, în același timp în care mobilizează sistemul imun să țintească zona canceroasă. Rezultatele studiului au fost publicate în jurnalul Photodiagnosis and Photodynamic Therapy.
Dispozitivele LED wireless pot fi injectate direct la nivelul tumorii, urmând să fie activate de la distanță. Mecanismul de funcționare presupune inițial administrarea unui agent pentru colorarea celulelor tumorale (Rose Bengal) care poate absorbi lumina emisă de LED-uri. Ulterior, dispozitivele se activează, lumina emisă este transformată în energie, iar celulele canceroase sunt distruse. Acest fenomen are loc deoarece energia emisă face ca oxigenul celulelor tumorale să devină toxic pentru acestea.
În cadrul studiului de față, dispozitivele LED au fost testate numai în condiții de laborator, pe o linie de celule tumorale umane, corespunzătoare adenocarcinomului colorectal (HT-29), instrumentele conducând la moartea celulară. Capacitatea de transfer wireless a dispozitivelor s-a păstrat chiar și atunci când acestea au fost introduse în interiorul unui piept de pui, localizat la 6 cm distanță de antena transmițătoare.
Mai mult decât atât, studiul a observat cum celulele au avut tendința de a se umfla în momentul în care erau supuse tratamentului. Această tendință reprezintă un semn distinctiv al morții celulare programate de tipul piroptoză. Dintre toate tipurile de moarte celulară programată, piroptoza este cea care declanșează cel mai puternic răspuns imun al organismului.
„Anumite lungimi de undă ale luminii (culori) pot pătrunde mai mai adânc în țesut decât altele. Se pare că tipul de lumină (în acest caz verde) care, deși nu poate pătrunde atât de profund, are capacitatea de a produce un răspuns mult mai robust împotriva celulelor canceroase” – afirmă co-autorul Prof. Thomas O’Sullivan, profesor de inginerie electrică.
Fototerapia poate fi un tratament eficient și minim invaziv pentru cancerele localizate la nivelul pielii. Cu cât tumora se află mai în profunzimea organismului, cu atât este mai dificil pentru lumină să penetreze densitatea țesuturilor. În general, pentru a accesa zone profunde din organism, se utilizează radiații luminoase cu lungimi de undă mai mari de 660 nm. În cazul de față, dispozitivele LED au fost construite astfel încât să emită radiații la o lungime de undă de 573 nm, corespunzătoare culorii verzi, pentru a se potrivi cât mai fidel lungimii de undă de excitație a substanței Rose Bengal (agent piroptotic foarte eficient) cu care au fost tratate în prealabil celulele.
Unul din scopurile acestor dispozitive implantabile este de a stimula sistemul imun al organismului, astfel încât, odată inițiată moartea celulelor canceroase, răspunsul imun să se declanșeze și să atace alte celule tumorale de unul singur, fără a mai fi direcționat. Dispozitivele LED au fost concepute atât ca metodă de livrare a tratamentului la nivelul tumorilor, cât și ca mecanism de monitorizare a răspunsului tumoral. Conform autorilor studiului, în viitor urmează să debuteze cercetări pe șoareci care să ateste eficiența întregului sistem.
Citeșe și:
- STUDIU. Băieții au risc mai mare de a dezvolta diabet zaharat de tip 2 decât fetele, mai ales după vârsta de 10 ani
- #EHU. Spațiul European de Date pentru Sănătate: implementarea și impactul pentru cetățeni, cercetare și sisteme de sănătate
- STUDIU. Terapia genică Luxturna, eficientă și singură pe termen lung la pacienţii cu boli ereditare ale retinei