O dispositivo sem fio permite a ativação precisa dos medicamentos para dor sensíveis à luz em estudo de animais

Os medicamentos fotoativáveis ​​são ativados quando irradiados por um feixe de luz – via uma fibra óptica – gerando um efeito terapêutico controlado e local nos tecidos alvo. Agora, uma equipe científica foi pioneira em um novo avanço no campo da fotofarmacologia com o design do primeiro dispositivo sem fio capaz de ativar remotamente um medicamento fotoativável e causando efeitos terapêuticos em órgãos específicos.

Este novo dispositivo demonstrou sua eficácia no tratamento da dor em um estudo com uma molécula fotossensível derivada da morfina, um dos opióides mais amplamente utilizados, devido à sua grande capacidade analgésica.

O estudo, realizado em modelos animais, abre novas perspectivas sobre o design de tratamentos analgésicos mais seguros, mais eficazes e personalizáveis ​​- especialmente no contexto da dor crônica – sem causar os efeitos adversos derivados do uso de opióides (dependência, dependência, etc.).

O artigo é publicado na revista Biossensores e bioeletrônica.

Francisco Ciruela, professor da Faculdade de Medicina e Ciências da Saúde da Universidade de Barcelona e membro do Instituto de Neurociências (Ubneuro) e do Bellvitge Biomedical Research Institute (Idibell), atuou como autor, com John Rogers, da Northwestern University (Estados Unidos); Amadeu Llebaria, do Instituto de Química Avançada da Catalunha (IQAC-CSIC); e Jordi Hernando, da Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

Photofarmacologia: o poder da luz

No estudo, a equipe avaliou os efeitos da tecnologia sem fio no tratamento da dor usando morfina fotoggagina (PC-MOR), que promove a liberação de morfina ativa em órgãos e tecidos afetados pela dor, sem causar efeitos colaterais.

“A morfina fotográfica é uma molécula quimicamente modificada para inativar temporariamente sua função analgésica. Essa inativação é alcançada pela adição de um grupo de cumarina que se liga covalentemente à morfina por meio de um vínculo fotossensível. Esse vínculo bloqueia o domínio da morfina que é responsável por sua interação com os retidos de opióides”, explica “.

“Quando o tecido alvo é irradiado com a luz de comprimento de onda de 405 nanômetros, o vínculo fotossensível é quebrado e a morfina ativa é liberada no ponto em que deve agir. Isso permite uma ação farmacológica precisa no espaço e no tempo, ou seja, atua apenas onde e quando é necessário”, explica o pesquisador.

Mesmo efeito que a morfina administrada da maneira usual

De acordo com os achados, o efeito analgésico da morfina liberado localmente na medula com o fotodevice é comparável ao da morfina administrada sistemicamente.

“No entanto, a diferença excepcional foi a ausência dos efeitos adversos típicos dos opióides, como tolerância ao efeito analgésico, constipação, dependência e vício”, enfatiza Ciruela. “Superar a dependência potencial e os efeitos colaterais associados aos opióides foi uma das principais motivações”.

Para conduzir a pesquisa, a equipe implantou modelos animais com um pequeno dispositivo de tamanho de milímetro que incorpora um microled como uma fonte de luz para ativar a morfina fotolabile na medula espinhal e induzir efeitos analgésicos. Essa configuração permite que o microled seja ativado de maneira programável e modulável de induzir a fotoativação local da morfina apenas na região irradiada.

O dispositivo integra uma antena mini-radiofrequência que recebe energia, sem fio ou com fio, via tecnologia NFC para ativar o microled. Uma vez implantado em modelos animais, o dispositivo facilita a livre circulação no ambiente, removendo barreiras físicas que podem alterar a eficácia terapêutica do medicamento fotoativável. O sistema também permite que a intensidade e a frequência da luz irradiada sejam reguladas para melhorar o controle de doses de luz e efeitos farmacológicos de acordo com as necessidades terapêuticas.

Novas fronteiras em fotofarmacologia sem fio

Além do tratamento da dor, o novo protocolo sem fio fotofarmacologia, com base na liberação local e controlada de medicamentos ativados pela luz, também pode ser aplicada a várias patologias. Em particular, no tratamento personalizado de doenças crônicas que exigem ação farmacológica muito precisa ou envolvem riscos associados a efeitos adversos sistêmicos.

“No caso da epilepsia, a liberação local de medicamentos anticonvulsivantes em regiões específicas do cérebro pode permitir o controle de convulsões sem afetar o restante do sistema nervoso central, evitando assim a sedação e outros efeitos colaterais gerais”, diz Ciruela.

“Em doenças neurodegenerativas, como a fotoativação local de Parkinson de medicamentos dopaminérgicos ou outros medicamentos de modulação, podem ser usados ​​para melhorar os sintomas motores de maneira focal e segura. Em distúrbios psiquiátricos, pode aumentar a esquizofrenia, a ativação da luz de antipsicóticos em áreas do cérebro específicas pode aumentar a eficácia.

Na luta contra o câncer, a fotoativação de quimioterapêuticos diretamente no ambiente tumoral pode ser uma estratégia para garantir alta concentração local de medicamentos e menor toxicidade sistêmica.

No futuro, a pesquisa clínica em fotofarmacologia enfrentará desafios, como avaliar a biodisponibilidade, a estabilidade química e a segurança de produtos derivados da fotólise. No lado tecnológico, o desenvolvimento e a validação de dispositivos implantáveis ​​apresenta vários desafios, como biocompatibilidade, durabilidade, miniaturização, gerenciamento de energia e integração funcional no corpo humano.

“Do ponto de vista regulatório, essa tecnologia também exigirá regulamentação específica para produtos combinados, pois integra um medicamento a um dispositivo médico, que complica o processo de aprovação e a supervisão clínica”, conclui Ciruela.