Fotodinámica, luz y color para combatir enfermedades

Por Dalia Patiño González

Puebla, Puebla. 20 de febrero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- La doctora Teresita Spezzia Mazzocco, investigadora de Cátedras Conacyt en el Instituto Nacional del Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), coordina la investigación de terapia fotodinámica para tratar hongos causantes de enfermedades dermatológicas como tiña. 

La terapia fotodinámica (PDT, por sus siglas en inglés) representa una alternativa potencialmente eficaz y con mínimos efectos colaterales contra diversas enfermedades. Su mecanismo básico consiste en la destrucción selectiva de células a través de colorantes que se activan con la luz, desencadenando procesos biológicos que provocan la autodestrucción de la célula dañada.Estefany M. García García, Saira-Ramírez Tlapa, Dra. Teresita Spezzia Mazzoco y Dra. Susana A. Torres Hurtado.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, la doctora Spezzia Mazzocco aclaró que aunque su trabajo más reciente se enfoca en el tratamiento de hongos dermatofitos, causantes de problemas en piel, uñas y cabello, también están iniciando proyectos para el estudio de la PDT in vitro en líneas celulares de cáncer de mama.

Tratamiento económico y eficiente

La doctora Spezzia Mazzocco, química fármaco bióloga, con maestría y doctorado en el área de biotecnología, tiene un año trabajando en el estudio de la PDT, una terapia que, aseguró, tiene mucho potencial para el tratamiento de diversas enfermedades, dado que puede ser muy eficiente, mínimamente invasiva, relativamente barata, con escasos efectos secundarios, poco o nulo desarrollo de resistencia al tratamiento y de fácil aplicación.

El colorante funciona al activarse con un haz de luz de una longitud de onda específica. Los colorantes utilizados como fotosensibilizadores pueden ser excitados al primer estado de excitación triplete de la molécula y el electrón, el estado triplete puede reaccionar con el oxígeno presente dentro de la célula y producir agentes reactivos, como peróxidos y oxígeno molecular, capaces de provocar oxidación.

Si este proceso sucede en mitocondrias, por ejemplo, se pueden liberar proteínas como el citrocromo c que normalmente solo se encuentra dentro de las mitocondrias. Al liberarse, se activan procesos biológicos que finalmente provocan que la célula llegue a la autodestrucción.

“Pero no forzosamente es la única subestructura que se puede afectar con la PDT. También se pueden afectar otras estructuras como la membrana, lisosomas, núcleo, la pared celular, entre otras, dependiendo del fotosensibilizador. Los fotosensibilizadores que se utilizan son inocuos, al igual que la luz visible, pero la combinación de ambos en presencia de oxígeno, dentro de la célula, activa procesos biológicos que llevan a las células a la autodestrucción. De ahí el interés por usar estos tratamientos en diversos tipos de cáncer y en otras enfermedades”, añade la especialista.

Fotodinámica contra hongos dermatofitos y cáncer de mama

Los hongos dermatofitos afectan la piel, uñas y cabello debido a su gusto por la queratina, y aunque no causan muerte en los pacientes, sí disminuyen su calidad de vida, pues en casos severos pueden ocasionar desfiguración o propiciar que otras bacterias o patógenos puedan interaccionar y complicar la salud del paciente. La doctora Teresita Spezzia Mazzocco ha probado in vitro la PDT como una terapia alternativa para combatir estos hongos, con una eficacia de 99 por ciento utilizando densidades de luz de 40 a 60 joules/cm² y un colorante conocido como azul de metileno.

“Lo hemos probado con hongos de los géneros Trichophyton y Microsporum. Hemos encontrado muy buenos resultados, ya que inhibe hasta el 99 por ciento con densidades de luz de 40 a 60 joules/cm²”. En cuanto al tipo de colorante, para esta terapia, la doctora Spezzia Mazzocco trabaja con el azul de metileno, un colorante sintético; sin embargo, ya realizan pruebas con otros tipos de fotosensibilizadores (colorantes).

Tras las pruebas in vitro, la doctora Spezzia Mazzocco y su equipo de trabajo esperan hacer pruebas en modelos animales y después pruebas preclínicas y clínicas en colaboración con personal del sector salud, con quienes ya mantienen vínculos para iniciar un nuevo proyecto de tratamiento relacionado con la terapia fotodinámica contra el cáncer de mama y el efecto que tiene en células cancerosas y células sanas.

“Vamos a utilizar diversos fotosensibilizadores en estas investigaciones para ver cuál es el que mejor efecto tiene contra las células cancerosas, pero también que se elimine más fácilmente de las células sanas y así aumentar su especificidad. La estructura química del fotosensibilizador es muy importante, ya que el tipo de carga del compuesto lo hace más afín o menos afín por las subestructuras y le confiere diferente capacidad para penetrar membranas. Por ejemplo, el azul de metileno tiene un balance hidrofílico/lipofílico y afinidad por las membranas, por lo que se esperaría que se uniera a varios organelos”, aclara la doctora.

Resultados efectivos

Los colorantes fotosensibilizadores utilizados en la PDT para tratamientos clínicos tienen que estar aprobados por la Agencia de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés). Hay colorantes de naturaleza orgánica y colorantes derivados de compuestos químicos que están en procesos de evaluación preclínica.Muestra de hongo.

Estos colorantes se excitan con diferentes longitudes de onda, por ejemplo, el azul de metileno absorbe el color rojo. Cada colorante tiene que ser excitado con una longitud de onda adecuada y en una concentración específica, ya que si se coloca demasiado colorante, la luz no penetra con la misma facilidad.

Para la terapia in vitro contra hongos dermatofitos, la doctora Spezzia Mazzocco indicó que, previo a los resultados efectivos, realizaron pruebas con diversas concentraciones del colorante encontrando que 20 micromolar sirve perfectamente para inactivar las esporas de los hongos que trabajan.

En cuanto a la luz, probaron dosis de 10 hasta 100 joules/cm². Dosis más altas tienen un efecto perjudicial que provoca alteraciones en el crecimiento de las células aun en los controles (sin colorante). Esto determinó que la dosis de luz adecuada para inactivar in vitro las esporas de los hongos fuera de 40 a 60 joules/cm².

“Una limitante de la PDT es que la penetración de la luz en tejidos biológicos es pequeña. La luz roja es adecuada porque penetra mejor la piel que la luz azul, aunque tenga más energía. Sin embargo, hay proyectos a futuro para utilizar fibras ópticas contra tumores para lograr mayor penetración. El espectro visible de la luz va desde la luz morada (400 nm) hasta la roja (700 nm), pero hay una ventana entre los 700 y 1000 nm donde la luz puede penetrar más debido a la baja absorción y esparcimiento; sin embargo, muchos de los colorantes no pueden ser excitados en estas longitudes de onda. Longitudes de onda más grandes son fuertemente absorbidas por el tejido, lo que produce calentamiento y posibles daños por quemaduras”.

  

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