Como um novo tratamento contra o câncer baseado em luz poderia destruir tumores sem danificar as células saudáveis ​​– usando LEDs

O tratamento do cancro já percorreu um longo caminho, mas muitas das terapias actuais ainda acarretam custos elevados: não apenas financeiros, mas também físicos e emocionais. A quimioterapia e a radioterapia continuam a ser ferramentas vitais, mas muitas vezes danificam as células saudáveis ​​juntamente com as cancerosas, deixando os pacientes exaustos e vulneráveis ​​a efeitos secundários a longo prazo.

Em todo o mundo, os investigadores procuram tratamentos que sejam simultaneamente eficazes e suaves, capazes de atingir os tumores com precisão e, ao mesmo tempo, poupar o resto do corpo.

Agora, investigadores norte-americanos introduziram um novo e promissor tratamento baseado em luz que poderá transformar a forma como o cancro é tratado. Sua descoberta combina luz LED infravermelha próxima com flocos nanoscópicos de óxido de estanho, conhecidos como nanoflocos SnOx, para matar células cancerosas e deixar ilesas as saudáveis.

Isto marca um avanço importante na terapia fototérmica, uma técnica que utiliza luz para aquecer e destruir tumores. Neste caso, o processo depende de sistemas LED baratos e acessíveis, em vez de lasers especializados. A abordagem reduz os danos aos tecidos circundantes e poderá um dia oferecer uma alternativa mais segura e menos invasiva à quimioterapia ou radioterapia.

No centro da inovação está um conceito simples: usar a luz para criar calor localizado que atinge e mata as células cancerígenas. A equipe projetou os nanoflocos SnOx para absorver eficientemente a luz infravermelha, um comprimento de onda que pode penetrar com segurança no tecido biológico.

Quando iluminados, esses nanoflocos agem como aquecedores microscópicos, produzindo calor suficiente para romper as membranas e proteínas das células cancerígenas, causando a morte celular. Os tecidos saudáveis ​​permanecem praticamente inalterados porque são menos sensíveis ao calor e porque os nanoflocos podem ser direcionados especificamente para células malignas.

Este processo de aquecimento direcionado, conhecido como terapia fototérmica, depende de um mecanismo físico e não químico. Isso significa que pode evitar muitos dos efeitos colaterais sistêmicos normalmente observados na quimioterapia.

Os sistemas fototérmicos tradicionais usam lasers porque podem focar a luz com precisão nas profundezas do tecido. No entanto, essa mesma intensidade também pode danificar células saudáveis, requer equipamentos dispendiosos e limita a utilização a instalações altamente especializadas.

Neste estudo, os pesquisadores substituíram os lasers por diodos emissores de luz (LEDs), que emitem um espectro de luz mais suave e mais amplo. Os LEDs produzem um aquecimento mais uniforme e têm muito menos probabilidade de queimar ou danificar tecidos saudáveis. Eles também são baratos e portáteis, o que os torna adequados para uso clínico ou mesmo doméstico.

Em estudos de laboratório, a luz LED combinada com nanoflocos SnOx destruiu até 92% das células cancerosas da pele e 50% das células cancerígenas colorretais em 30 minutos. As células saudáveis ​​da pele humana não foram afetadas. Este nível de seletividade torna a técnica particularmente promissora para cancros como o melanoma e o carcinoma basocelular, que podem ser tratados diretamente através da exposição à luz. Tal precisão é rara entre as tecnologias fototérmicas, que muitas vezes correm o risco de danificar os tecidos circundantes.

A ciência subjacente é igualmente significativa. O óxido de estanho é um material estável e biocompatível já utilizado em eletrônica. Ao converter dissulfeto de estanho (SnS₂) em nanoflocos de óxido de estanho oxigenados, os pesquisadores criaram estruturas que absorvem a luz infravermelha próxima com muito mais eficácia.

Essa transformação melhora o desempenho fototérmico e permite que os nanoflocos sejam produzidos usando métodos de síntese não tóxicos à base de água. O processo evita solventes nocivos e etapas de fabricação dispendiosas, tornando-o escalonável, sustentável e adequado para aplicações médicas.

A equipe prevê dispositivos LED compactos que poderiam ser aplicados diretamente na pele após a remoção cirúrgica do tumor para destruir quaisquer células malignas remanescentes e reduzir o risco de recorrência.

Por exemplo, após a remoção de um melanoma ou carcinoma basocelular, um dispositivo LED semelhante a um adesivo poderia fornecer luz focada para ativar os nanoflocos no local da cirurgia. Este tipo de tratamento portátil e domiciliar poderia tornar o tratamento pós-cirúrgico do câncer mais seguro, mais conveniente e menos dependente de visitas hospitalares.

A inovação também abre portas para terapias combinadas. O tratamento fototérmico pode tornar as células cancerígenas mais vulneráveis ​​a outras formas de terapia, como imunoterapia ou medicamentos direcionados.

O calor gerado pela luz pode enfraquecer as células tumorais, tornar as suas membranas mais permeáveis ​​e desencadear respostas imunitárias que ajudam o corpo a identificar e destruir o cancro. A integração da terapia fototérmica baseada em LED com outras abordagens poderia tornar os planos de tratamento mais precisos, eficazes e menos tóxicos.

Embora ainda nos estágios iniciais, os pesquisadores estão refinando a tecnologia e explorando novas aplicações. Eles estão estudando como diferentes comprimentos de onda e tempos de exposição afetam os resultados e investigando se outros materiais semelhantes ao óxido de estanho poderiam atingir tecidos mais profundos, como aqueles afetados por câncer de mama ou colorretal.

Outra área de desenvolvimento são os sistemas implantáveis ​​de nanoflocos: minúsculos dispositivos biocompatíveis que poderiam fornecer controle fototérmico contínuo dentro do corpo.

O potencial de acessibilidade é um dos aspectos mais interessantes deste trabalho. Como os dispositivos baseados em LED são baratos de fabricar e simples de operar, eles poderiam ser usados ​​em regiões com poucos recursos, onde o acesso ao tratamento do câncer é limitado.

Isto poderia democratizar o tratamento avançado, estendendo-o para além dos grandes hospitais. Para cancros superficiais detectados precocemente, a terapia LED pode até ser incorporada em procedimentos ambulatoriais ou cosméticos, reduzindo o tempo de recuperação e melhorando a qualidade de vida.

A segurança é outra grande vantagem. A quimioterapia danifica as células saudáveis ​​que se dividem rapidamente em todo o corpo, e a radioterapia pode danificar os tecidos normais e causar fadiga ou cicatrizes. A terapia fototérmica, por outro lado, limita seus efeitos ao local iluminado. Não produz toxicidade sistêmica, nenhum dano cumulativo aos órgãos e desconforto mínimo.

Esta alta precisão decorre tanto do direcionamento óptico quanto da seletividade biológica dos nanoflocos, que aquecem preferencialmente as células cancerígenas devido ao seu metabolismo alterado e maior sensibilidade ao estresse térmico.

O próximo passo é traduzir essas descobertas laboratoriais em testes pré-clínicos e, eventualmente, em humanos. Embora ainda haja muito trabalho a fazer, a terapia fototérmica conduzida por LED pode representar uma mudança na forma como tratamos o cancro, tornando as terapias mais precisas, acessíveis e humanas.

A luz, uma das energias mais simples da natureza, poderá tornar-se uma poderosa ferramenta médica para destruir selectivamente tumores sem danificar tecidos saudáveis. Com inovações como os nanoflocos SnOx, a visão do tratamento do câncer não invasivo, localizado e amigável ao paciente está cada vez mais próxima da realidade.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.