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Tecnología

Terapia fotodinámica: un arma de láser contra el cáncer

Investigadores desarrollan equipos y elaboran un estudio clínico para la divulgación de este tipo de tratamiento

INSTITUTO DE FÍSICA DA USP SÃO CARLOSLa odontóloga Kurachi y el médico Cestari aplican el haz de láser en el Hospital Amaral Carvalho, ubicado en JaúINSTITUTO DE FÍSICA DA USP SÃO CARLOS

Aprensión. Esa palabra quizás sintetice de una manera aproximada la reacción de las personas cuando reciben el diagnóstico de que están con algún tipo de cáncer, un problema que afecta a alrededor de 350 mil brasileños anualmente. Cuando reciben esa noticia, dichas personas, entre otras innumerables preguntas, tienen dudas sobre la forma de tratamiento. Cirugía, radioterapia y quimioterapia son las tres alternativas consagradas, que por cierto salvan muchas vidas. Pero lo que muchos pacientes y médicos aún desconocen es que existe un nuevo tipo de tratamiento – la terapia fotodinámica (TFD o PDT, del inglés Photodynamic Therapy) -, que está ganando terreno rápidamente, en un avance prometedor en la cura o en la mejora de la calidad de vida de los pacientes con cáncer, sin dejar secuelas.

En Brasil, esta nueva técnica, que utiliza un haz de láser de características especiales como medio terapéutico principal, está siendo impulsada por el Centro de Investigaciones en Óptica y Fotónica, uno de los diez Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepids) creados en el año 2000 por la FAPESP. Un grupo de casi 30 personas, compuesto por investigadores, médicos, biomédicos y técnicos, desarrolló los equipamientos, perfeccionó la técnica y ahora se encuentra realizando los tests clínicos para finalizar el protocolo que servirá para orientar a los médicos brasileños en esta especialidad. La TFD, aprobada en 1998 por la Food and Drugs Administration (FDA), la agencia encargada del control de alimentos, medicamentos y técnicas de terapias en humanos de Estados Unidos, ya está presente en 18 países.

“Atendemos a alrededor de 230 pacientes y tratamos más de mil tumores, porque cada paciente puede tener muchas lesiones”, cuenta el coordinador del grupo, el profesor Vanderlei Salvador Bagnato, del Instituto de Física (IF) de São Carlos de la Universidad de São Paulo (USP). Una de las grandes ventajas para los pacientes tratados con la TFD consiste en la eliminación de los efectos desagradables de la quimioterapia y de la radioterapia, que provocan náuseas, vómitos y quemaduras en la piel. Se evitan también las cirugías que, muchas veces, mutilan y disminuyen el volumen de la piel y de los músculos.

“La TFD promueve la regeneración de los tejidos de la piel y no deja cicatrices, al margen de que no provoca el hundimiento de la región tratada y no causa pérdida de cartílagos”, enumera el médico Guilherme Cestari Filho, coordinador de los trabajos clínicos del Hospital Amaral Carvalho, situado en la ciudad de Jaú, un centro de referencia en oncología que atiende fundamentalmente a través del Sistema Único de Salud (SUS), y en el cual se realizó gran parte de las primeras aplicaciones de la TFD en Brasil.

Cura y reducción
En un primer estudio presentado por el grupo de investigadores, llevado a cabo en 63 pacientes con cáncer de piel, se eliminaron los tumores en un 79% de los casos. Con el mismo tipo de problema en la boca, de diez pacientes, en el 40% de los casos se llegó a la cura completa. “La cura completa depende mucho del estadio de la enfermedad, si ésta es tratada al comienzo, las chances de eliminación total de las lesiones son grandes”, afirma la odontóloga Cristina Kurachi, que realiza las aplicaciones en sus pacientes en el hospital Amaral Carvalho y finaliza su doctorado en el IF con la temática del uso del láser en el diagnóstico de tumores bucales. “Aun en aquellos casos en los cuales la eliminación del tumor no fue completa, siempre observamos una reducción de un 50% en la lesión”, dice Bagnato.

El uso más consagrado del haz de luz de la TFD tiene su foco en los cánceres de piel y de boca llamados carcinomas no-melanoma, es decir, aquéllos que no provocan metástasis, o sea, que no se esparcen por otras regiones del cuerpo. Afortunadamente, los melanomas representan apenas un 4% de los cánceres de piel. El no-melanoma es el tipo de cáncer más frecuente entra la población brasileña, según el Instituto Nacional del Cáncer, un órgano dependiente del Ministerio de Salud. De los casi 350 mil casos de cáncer registrados anualmente en Brasil, el 17%, es decir, un poco más de 50 mil, corresponde a carcinomas de piel. El principal motivo para dicha “epidemia” es la excesiva exposición de la población al sol. La TFD también ya ha sido aprobada para tumores del tipo carcinoma que crecen en otras partes del cuerpo, como el esófago, el estómago, la vejiga, la laringe y la faringe.

En el marco de la perspectiva ofrecida, la TFD gana terreno y nuevos frentes de investigación en una amplia línea de estudios que utiliza el láser como materia prima, en uno de los brazos del Cepid en Óptica y Fotónica, el IF de São Carlos de la USP – el otro es el Instituto de Física de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). Uno de los efectos prácticos de este trabajo consiste en que el IF de São Carlos se apresta a transferirle la tecnología desarrollada en la producción de equipamientos de láser a Fotonmed, una empresa de la ciudad constituida en gran medida por ex alumnos del instituto. El objetivo de esta transferencia tecnológica es hacer que los equipos se tornen más baratos y eficaces, para que puedan ser adquiridos por un gran número de hospitales y clínicas del país.

Al margen de diseminar el tratamiento del cáncer mediante la terapia fotodinámica de manera pionera en América Latina, Bagnato también prepara un sistema de diagnóstico del cáncer por medio de luz. “Con un instrumento de láser, posiblemente portátil en el futuro, será posible para un médico o un odontólogo, sin la necesidad de hacer las biopsias tradicionales, verificar en cuestión de segundos, durante una cirugía o en una simple consulta, si una mancha, por ejemplo, es o no es un cáncer”, explica Bagnato. “Las bases de la llamada biopsia óptica ya existen, y nosotros, acá en Brasil, gracias al grupo interdisciplinario formado en el Cepid, estamos en pie de igualdad o incluso más avanzados que el resto del mundo”, compara Bagnato de manera entusiasta. “Nuestro objetivo es entender e impulsar innovaciones importantes en esta técnica.”

El equipo interdisciplinario de Bagnato involucra a cinco instituciones que trabajan en aplicativos de láser y realizan los tests clínicos. Son ellas: el IF y el Instituto de Química de la USP de São Carlos, el Hospital Amaral Carvalho, el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina y la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la USP, ambos de Ribeirão Preto. “Este centro hace posible el desarrollo de asociaciones para incorporar a la TFD a la medicina”, asegura Bagnato, que recibió una autorización especial de la USP para acumular también la función de director científico del Amaral Carvalho.

Sin anestesia
En la práctica, el tiempo para la aplicación de la TFD varía de algunos minutos hasta algunas horas, dependiendo del caso y de la extensión de las lesiones. “Tuvimos un paciente que tenía 37 tumores en la cabeza”, recuerda el médico Cestari. “Todas las lesiones fueron curadas con el paciente recibiendo haces de láser durante todo un día. Sin la TFD, éste tendría que haberse sometido a varias cirugías, posiblemente mutiladoras, además de recibir anestesia total”, explica Cestari. Con la TFD es posible atender también a pacientes ancianos o con problemas que impiden la adopción de cirugías, contraindicadas para quienes no pueden recibir anestesia o tienen complicaciones clínicas como, por ejemplo, diabetes.

Vanderlei Bagnato guarda en su computadora y adiciona a los estudios del Cepid que dirige diversos casos de cura, con las fotos de los pacientes antes de las aplicaciones y después del tratamiento. Quienes ven las fotos – impresionantes para un neófito – notan con facilidad la mejora y los beneficios que el tratamiento trae aparejado para los pacientes, muchas veces desengañados con otras técnicas. En algunos casos, como tumores crónicos y avanzados, el tratamiento sirve como paliativo. “Intentamos mejorar la vida de los pacientes. Tenemos un caso de un hombre de 41 años que tenía un tumor en la cabeza desde los 17 años; logramos disminuir su área y el hombre volvió a trabajar”, cuenta Cristina.

Experiencias acumuladas no faltan también en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto. La coordinadora de los estudios clínicos de esa unidad, Cacilda da Silva Souza, cuenta que una paciente del interior de Minas Gerais tenía un tumor de piel de 17 centímetros de diámetro que databa de 15 años atrás. “Tras una aplicación de la TFD, el tumor disminuyó en un 80%, y en la segunda aplicación, el mismo fue eliminado en un 100%”. Satisfecha con los resultados, Cacilda recuerda las dificultades iniciales para el desarrollo de los primeros estudios con TFD en 1997, en Ribeirão Preto. “No teníamos dinero para la compra de los equipos – las fuentes de láser son instrumentos caros, y no había interacción con otros grupos de investigación para armar los equipos acá.

El impulso para el proyecto se dio con nuestra interacción con el Cepid. Entonces sí, logramos recursos tanto para el equipamiento como para las drogas sensibilizantes, que se importan desde Estados Unidos, Rusia y Alemania”, cuenta Cacilda. Las drogas sensibilizantes a las que la profesora se refiere constituyen la clave para entender cómo el láser elimina, o como Bagnato prefiere decir, “mata” a las células tumorales.

La mayor parte de estas drogas es sintetizada a partir de un componente de la sangre, la porfirina, un pigmento de los glóbulos rojos, por lo cual se tornan poco tóxicas para el organismo. Estas drogas se inyectan en el torrente sanguíneo del paciente y así recorren todo el cuerpo, concentrándose en las células cancerosas en una proporción hasta 20 veces mayor que en las células sanas. Para que se establezca la concentración deseada, se debe inyectar la droga con por lo menos 24 horas de antelación al tratamiento.

La reacción con oxígeno
Cuando esta droga fotosensible concentrada en los tumores es iluminada por un haz de láser de un color específico en la frecuencia equivalente a 630 nanómetros, se inicia una cadena de reacciones químicas que llevan a la célula cancerosa a la muerte. “La droga absorbe la energía del láser y reacciona ante el oxígeno, que se vuelve altamente reactivo a las membranas de las células del tumor”, explica Bagnato. La profundidad a la que la luz láser penetra en la piel es de 1 centímetro. En lesiones más profundas, se efectúan varias aplicaciones en el mismo lugar para lograr eliminación del tumor. Con esa técnica, el tumor se seca, y forma una cáscara que, como la de cualquier herida, cae después de algunos días.

El único efecto colateral del tratamiento es el aumento de la fotosensibilidad de la piel del paciente. De esta manera, si el paciente sale al sol durante un período que extiende hasta 30 días después del tratamiento, puede sufrir quemaduras o irritaciones en la piel. Para intentar disminuir este efecto, los investigadores de Ribeirão Preto están probando nuevas drogas fotosensibilizantes aplicadas en forma tópica sobre el tumor. “Éstas tiene efecto solamente sobre el local y son más indicadas para los tumores superficiales”, afirma Cacilda. Investigadores de Ribeirão Preto y São Carlos están desarrollando también modelos experimentales – animales de laboratorio – para testear las nuevas drogas que están apareciendo en el mercado.

“Estamos desarrollando investigaciones que puedan definir mejor la dosis de luz y de medicamentos y el área que debe ser alcanzada por el láser, generando así conocimiento médico y científico, al margen de capacitar a los profesionales para diseminar esta nueva técnica”, dice Bagnato. “Resta aún, por ejemplo, establecer una planificación de la iluminación de acuerdo con la geometría del tumor. Esto significa que muchas cosas en esta técnica todavía no están establecidas”. Bagnato dice que, en el futuro, será posible eliminar el cáncer de cerebro con TFD. “De acuerdo con la alta selectividad de células proporcionada por el láser, será posible abrir la cabeza del paciente, acabar con el tumor y suturarla con seguridad y sin secuelas, como ya ocurre en algunos centros internacionales.”

Una nueva modalidad
Actualmente, si un hospital o clínica fuese a adquirir un equipamiento de láser para el tratamiento del cáncer desembolsaría alrededor de 100 mil dólares, como mínimo. Pensando en esos altos costos del láser, cuya fuente de luz es importada, el equipo de Bagnato ya ha patentado un equipo basado en la tecnología Light Emitting Diodes (Led) que emite luz en la misma frecuencia del láser de la TFD. “El problema del LED es que éste emite una luz dispersa y no concentrada como lo es en el caso del láser”, explica Bagnato. “Estamos todavía en una fase experimental y, si conseguimos hacer factible este nuevo aparato, podremos bajar de 100 mil a menos de 3 mil el precio de un equipo usado en el cáncer de piel”.

El equipo de Bagnato también está probando un avanzado sistema de diagnóstico del cáncer por medio de láser. Conjugando emisores de láser de varios colores y el desarrollo de unsoftware específico, los investigadores están armando un sistema que proporcionará un rápido diagnóstico de los tumores. Con una columna metálica con una luz azul en su punta, que se parece a las varitas mágicas de las brujas de las historias infantiles, Bagnato explica el funcionamiento de esta técnica de diagnóstico. “Cuando utilizamos una luz monocromática – que puede ser azul o verde – sobre la piel, provocamos un fenómeno denominado fluorescencia, que devuelve luz en otras frecuencias”. Con esta información, la computadora determina la malignidad o no de la lesión.

En este área también existe una carrera mundial de investigadores y empresas para sistematizar el diagnóstico y desarrollarsoftware y artefactos específicos. En este proyecto, el equipo cuenta con el físico Luís Marcassa, del IF de São Carlos, un estudioso de la interacción de la luz con la materia.Con la experiencia clínica y la tecnología adquirida, al margen de los diversos artículos publicados en revistas especializadas, el Cepid en Óptica y Fotónica se acreditó para ser uno de los organizadores del 1º Taller Internacional de Terapia Fotodinámica, realizado en febrero en Río de Janeiro. Comparecieron al evento 70 participantes, con representantes – la mayoría de ellos médicos – de Estados Unidos, Rusia, Alemania, Chile, Francia y Portugal.

Centro de producción
Con un presupuesto total anual de 3,4 millones de dólares (divididos en partes iguales entre São Carlos y Campinas), el Centro de Óptica y Fotónica acumula una serie de estudios y desarrollos que resultaron en ocho nuevos productos. Entre ellos se encuentra un reloj atómico producido en São Carlos, el primero en su tipo construido en Brasil. “Estamos pensando en construir equipos acordes con las necesidades y las limitaciones de un país de economía emergente, con pocos recursos para invertir en equipos caros”, dice Bagnato. Recientemente, el grupo desarrolló también un óxigrafo, un aparato utilizado para medir con precisión la respiración celular.

Al margen de los más de 120 artículos científicos internacionales publicados y ocho patentes registradas solamente en su primer año de vida, sumado a su trabajo en la USP y en la Unicamp, el centro tiene un amplio impacto social, como la producción de 45 títulos de videos didácticos utilizados en las universidades del país y también en las escuelas primarias y secundarias. Con ellos, en conferencias como la “Semana de Óptica” y en programas especiales realizados en la Unicamp todo los años, los profesores reciben informaciones adicionales sobre el campo de la óptica y de la fotónica.

Por todo esto, el centro se perfila cada vez más para ser un polo de investigación básica y de aplicación tecnológica que abarque un amplio espectro de actuación. Sus acciones colaboran en el entendimiento de los fenómenos ópticos, forman investigadores, satisfacen las necesidades tecnológicas en el área de fotónica, como la fibra óptica en las telecomunicaciones, y cubren de informaciones a los profesores primarios y secundarios. Ahora, el centro prepara verdaderas armas innovadoras para el combate y el diagnóstico del cáncer, la segunda enfermedad en tasa de mortalidad en Brasil.

EL PROYECTO
Láser en Medicina y en Odontología
Modalidad
Centro de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) – Centro en Óptica y Fotónica
Coordinador
Vanderlei Salvador Bagnato – Instituto de Física de la USP de São Carlos
Inversión
R$ 60 mil por año

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