LÉO RAMOSSonrisa iluminada: en odontología, el láser corta y talla dientes, y además reduce las infeccionesLÉO RAMOS
El físico estadounidense Arthur Schawlow obtuvo graciosamente el mote de “Laser Man” en los años 1960 a causa de sus demostraciones del invento que colaboró para crear. En una de sus predilectas, empleaba una pistola láser para reventar un globo con la forma de Mickey, dispuesto en el interior de un globo transparente. En la prueba, un haz láser rojo de medio milisegundo de duración atravesaba la cubierta del primer globo sin dañarla y concentraba su energía en la superficie oscura del segundo, rompiéndola. Ese experimento sencillo, que Schawlow relató en el libro Lasers and their uses, editado en 1983, ilustraba el principio que había generado una de las primeras aplicaciones del láser: su utilidad en la oftalmología para evitar el desprendimiento de la retina. Al atravesar algunas capas de tejido sin dañarlas, causando pequeñas lesiones en la retina, estimulaba la formación de cicatrices en esa capa delgada de células que absorbe la luz en el fondo del ojo, evitando que se desprenda y provoque la pérdida de la visión.
A partir de su empleo en la oftalmología, el láser y sus aplicaciones en la salud evolucionaron mucho. Físicos, ingenieros y técnicos perfeccionaron el dominio sobre la producción de esa luz de color muy pura, que se emite en forma continua o en pulsos de fracciones de segundo, siempre en haces muy condensados, y desarrollaron una amplia variedad de tipos de láser, que ahora se utilizan en áreas tan distintas como cardiología, dermatología, odontología o fisioterapia.
En la actualidad, se cortan, desbastan y desintegran tejidos vivos con láser en un abrir y cerrar de ojos. Asimismo, con su ayuda es posible unir vasos o dotar de energía extra a las células, ayudándolas a eliminar infecciones y a regenerarse. En sintonía con los avances en el exterior, científicos brasileños están probando y perfeccionando el uso de láser y de LEDs ‒diodos emisores de luz, dispositivos que, al igual que el láser, permiten controlar el color y la potencia lumínica‒ para colaborar en el diagnóstico y tratamiento, en algunos casos aún experimental, de diversos problemas de salud.
Uno de los grupos más activos en esa área se encuentra en la Universidad de São Paulo (USP) en São Carlos. Allí, el equipo del físico Vanderlei Bagnato y de la odontóloga Cristina Kurachi trabajan desde hace algo más de una década en el desarrollo de una terapia a base de láser y de LED para la detección y tratamiento de tumores de piel. En colaboración con médicos del Hospital Amaral Carvalho, un centro de referencia en oncología ubicado en Jaú (São Paulo), los investigadores ayudaron a producir la versión nacional de un compuesto con base en ácido aminolevulínico y dispositivos LED o láser que podrían ser útiles para definir los bordes del tumor y eliminar las células enfermas. En el marco de esa estrategia terapéutica, que se conoce con el nombre de terapia fotodinámica, la luz activa el ácido aminolevulínico, que absorben las células tumorales y desencadena la producción de sustancias tóxicas que provocan la muerte celular.
EDUARDO CESARTest con LEDs verdes para eliminar hongosEDUARDO CESAR
Contra el cáncer de piel
En los últimos años, Bagnato y sus colaboradores vienen testeando la seguridad y la eficacia de la terapia fotodinámica para el combate del carcinoma basocelular, la forma más común y menos agresiva del cáncer de piel, que en Brasil, registra casi 130 mil nuevos casos por año. El estudio más abarcador que llevaron a cabo incluyó a 297 pacientes atendidos en 27 centros dermatológicos del país. Médicos capacitados por la dermatóloga Ana Gabriela Salvio aplicaron la terapia fotodinámica en 366 carcinomas de hasta dos centímetros de diámetro y dos milímetros de espesor. Esta estrategia eliminó la lesión tumoral en al menos un 70% de los casos, según un artículo publicado en 2014 en la revista Photodiagnosis and Photodynamics Therapy.
“La respuesta mejora cuando el diagnóstico de la lesión se efectúa con ayuda de luz ultravioleta”, afirma Kurachi. Para el caso de que se compruebe la efectividad del tratamiento mediante una mayor cantidad de estudios, los investigadores desean que la terapia quede disponible en el sistema de salud pública. “Podría transformarse en una herramienta útil en Brasil, donde la gente llega a aguardar un año para que se le brinde tratamiento para un tumor de piel”, dice la investigadora, quien procura el empleo del láser para la detección precoz del melanoma, el cáncer de piel más agresivo y letal.
La tarea del equipo de São Carlos va más allá de la oncología. En la actualidad, los investigadores prueban otros agentes fotosensibilizadores y luz de colores específicos para eliminar micosis en las uñas y acelerar la cicatrización de heridas rebeldes, algo frecuente en individuos que padecen diabetes. Junto a odontólogos de los estados de São Paulo, Paraná y Bahía, Bagnato y Kurachi procuran adaptar la terapia fotodinámica al combate de bacterias y hongos que causan infecciones en la boca (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 181).
EDUARDO CESARSesión de terapia fotodinámica para el tratamiento de un tumor de pielEDUARDO CESAR
Simultáneamente, el odontólogo Carlos de Paula Eduardo y su equipo, en la Facultad de Odontología de la USP en São Paulo, emplean el láser desde hace 25 años en estudios pioneros en el país para recuperar la salud bucal. De Paula Eduardo creó el Laboratorio Especial de Láser en Odontología (Lelo) en 1990, al regresar luego de una temporada en la Universidad de Kyushu, en Japón. A partir de entonces, en el Lelo se desarrollaron alrededor de 250 tesinas de maestría y tesis doctorales en las cuales se analizaron diferentes aspectos del uso del láser de alta y baja potencia en odontología: desde su aplicación en cirugía, para efectuar cortes de precisión en piezas dentales y en tejidos blandos, hasta su empleo en la prevención de inflamaciones e infecciones, o en la recuperación de los tejidos.
Uno de los aportes más importantes del grupo fue la demostración de que el láser de baja potencia alivia la mucositis, la inflamación del tejido que reviste la cavidad bucal y que afecta al 40% de los pacientes en tratamiento quimioterapéutico y al 90% de los que reciben un trasplante de médula ósea para recomponer el sistema inmunitario luego del tratamiento contra la leucemia. Junto con otros equipos del exterior, De Paula Eduardo y el odontólogo Walter Niccoli Filho, de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) en São José dos Campos, probaron el efecto del láser en 70 personas sometidas al trasplante de médula. Se efectuaron entre 7 y 13 aplicaciones entre el primer día de preparación para el trasplante y el tercer día posterior a ese procedimiento. El láser rojo fue más eficaz que el infrarrojo para reducir la inflamación y ambos tuvieron un mejor resultado que el placebo, si bien no eliminaron la mucositis, que incluso provoca dificultades para alimentarse.
Desde que comenzaron a trabajar con láser de baja potencia, Eduardo y su equipo probaron diversas estrategias de aplicación hasta arribar a una eficaz para prevenir la reaparición del herpes labial. Esa infección, causada por un virus que se aloja en los nervios y ganglios, se manifiesta bajo la forma de heridas dolorosas, acompañadas de fiebre y dolores musculares en períodos de estrés, cuando el sistema inmunitario se debilita. Mediante la aplicación de láser rojo en los labios, el grupo del Lelo redujo la frecuencia y la intensidad de las infecciones, según un estudio efectuado con pacientes durante tres años. “Nos demandó 15 años arribar a ese protocolo de tratamiento, que ahora puede adoptarse en la práctica clínica”, relata De Paula Eduardo.
Mayor fortaleza y menor cansancio
La misma luz que acelera la muerte de las células también puede protegerlas. El fisioterapeuta Nivaldo Parizotto, profesor sénior de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), está confirmando que algunos colores de láser y LED producen un efecto revitalizador en los músculos. La aplicación de luces rojas e infrarrojas sobre la piel redujo la fatiga y mejoró el desempeño muscular, según muestran estudios llevados a cabo por Parizotto y su exalumno de doctorado Cleber Ferraresi, en colaboración con investigadores de la Universidad Harvard, en Estados Unidos. En pruebas con ratones, el uso de esa luz duplicó la capacidad para realizar esfuerzo físico. La reducción de la fatiga fue atribuida al incremento en la capacidad de las células para producir energía, que aumentó 10 veces.
Mediante un mecanismo aún poco comprendido, la aplicación de luz roja e infrarroja previa al ejercicio físico intenso protege a las células musculares frente a los daños mecánicos. En un trabajo más reciente, Parizotto y Ferraresi emplearon un dispositivo de LED y láser, que fue diseñado por el grupo de Bagnato y desarrollado por una empresa de São Carlos, para la realización de sesiones de fototerapia en el equipo masculino de voleibol profesional de São Bernardo.
Los atletas recibieron de 20 a 60 segundos (s) de radiación sobre los muslos, la musculatura más exigida en ese deporte, entre 40 y 60 minutos antes de los partidos. El tratamiento con luz, especialmente en las dosis intermedias (40 s) y máxima (60 s), redujo los daños en las células musculares. En un artículo en la edición de mayo de este año en la revista Laser in Medical Science, donde describen los resultados, los investigadores sugieren que la luz ayuda a estabilizar la membrana de las células musculares, evitando su rotura. El mismo grupo ya había demostrado previamente que la luz infrarroja, asociada al ejercicio, produce efectos sistémicos: aumenta el rendimiento muscular, mejora el funcionamiento del sistema cardiovascular y acelera el adelgazamiento (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 187). “El uso de la luz parece ayudar en el control de la inflamación subclínica asociada a la obesidad, mejorando la capacidad de quemar grasas”, dice Parizotto.
La médica Maria Cristina Chavantes, especialista en el uso clínico y quirúrgico del láser y actual presidenta de la Sociedad Brasileña de Láser en Medicina y Cirugía, coordina desde hace años ensayos clínicos piloto destinados a evaluar el potencial terapéutico de esta herramienta en diversas situaciones. Luego de capacitarse en Japón, en Alemania y en Estados Unidos, comenzó a utilizar el láser de alta potencia al final de los años 1980 para remover tumores que invadían la tráquea y los bronquios y dificultaban la respiración de pacientes con cáncer de pulmón. Este procedimiento no eliminaba el cáncer, pero facilitaba la respiración. También colaboró con el equipo de James Ausman para aplicar el láser en neurocirugías durante su período en el Hospital Henry Ford. Al comienzo de los años 1990, por invitación del cardiocirujano Adib Jatene (1929-2014), creó la unidad de láser en el Instituto del Corazón (InCor) de la USP, el sitio donde el cardiólogo Radi Macruz, había iniciado en 1979 un trabajo pionero a nivel mundial: el uso del láser para remover depósitos de grasa (ateromas) de las paredes de la arteria aorta.
En el InCor, Chavantes cooperó con los cirujanos Luís Dallan y Sérgio Almeida de Oliveira en el uso de un láser de potencia muy elevada para perforar canales en la pared del corazón y restaurar parte de su capacidad de bombeo de la sangre. Ese procedimiento se efectuaba en pacientes con enfermedad cardíaca grave, para los cuales no existía un tratamiento alternativo, donde en 34 de 40 operados se logró una reducción de los síntomas un año después de la cirugía. Alrededor de 1996, Chavantes conoció los primeros láser de baja potencia y comenzó a utilizarlos en las circunstancias para las cuales no existía un tratamiento satisfactorio, como en el caso de la cicatrización en cirugías extensas, tales como las cardiovasculares o las de reparación de la columna vertebral.
Recientemente, Chavantes y su equipo en la Universidad Nove de Julho (UNINOVE) ha venido testeando el efecto antiinflamatorio del láser de baja potencia para ayudar en la cicatrización de cirugías de reducción de estómago, para estimular el funcionamiento de la glándula tiroides y para el tratamiento de una enfermedad inflamatoria crónica en la región genital, el liquen escleroso. Ella también analiza la aplicación del láser en distintas áreas del cuerpo para promover la reducción de la presión sanguínea en gestantes con hipertensión. Para la médica, algunas características del láser de baja potencia ‒resulta seguro, no invasivo y su aplicación es indolora‒ le confieren un potencial de uso clínico en diversas áreas de la medicina. “En particular, para colaborar en la cicatrización y en la analgesia”, dice Chavantes. Nada mal para una herramienta que, ni bien fue creada, llegó a considerarse sin utilidad o, como decía el físico Charles Townes, quien junto a Schawlow propuso la base teórica de los emisores de láser, era una solución a la espera de un problema.
Proyectos
1. Centro de Investigación en Óptica y Fotónica – Cepof (nº 2013/07276-1); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Vanderlei Salvador Bagnato (IFSC-USP); Inversión R$ 24.240.400,00 (para todo el proyecto).
2. Uso de las terapias láser y LED de baja intensidad para mejorar el desempeño muscular: de lo in vitro y experimental al uso clínico (nº 2010/07194-7); Modalidad Beca en Brasil – Doctorado; Investigador responsable Nivaldo Antonio Parizotto (UFSCar); Beneficiario Cleber Ferraresi; Inversión R$ 111.006,00
3. Estudio clínico del efecto de la radiación láser (alta y/o baja potencia) en el tratamiento de la mucositis oral posradioterapia (nº 2005/57578-8); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Carlos de Paula Eduardo (FO-USP); Inversión R$ 26.161,90
4. Análisis de la terapia fotodinámica aplicada al tratamiento del herpes labial: estudio in vivo, aleatorio y ciego (nº 2013/12317-9); Modalidad Beca en Brasil – Posdoctorado; Investigador responsable Carlos de Paula Eduardo (FO-USP); Beneficiaria Karen Muller Ramalho Eboli; Inversión R$ 94.191,90
5. Estudio in vitro del uso del láser de baja potencia en la proliferación celular del tejido muscular cardíaco (proceso de bioestimulación con arseniuro de galio (nº 2001/11865-5); Modalidad Beca en Brasil – Máster; Investigadora responsable Maria Cristina Chavantes (Universidad de Vale do Paraíba); Beneficiaria Ritchelli Ricci; Inversión R$ 26.400,00
Artículos científicos
RAMIREZ, D. P. et al. Experience and BCC subtypes as determinants of MAL-PDT response: preliminary results of a national Brazilian project. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. v. 11. p. 22-6. 2014.
SCHUBERT, M. M. et al. A phase III randomized double-blind placebo-controlled clinical trial to determine the efficacy of low level laser therapy for the prevention of oral mucositis in patients undergoing hematopoietic cell transplantation. Supportive Care in Medicine. 2007.
FERRARESI, C. et al. Light-emitting diode therapy in exercise-trained mice increases muscle performance, cytochrome c oxidase activity, ATP and cell proliferation. Journal of Biophotonics. 2015.
FERRARESI, C. et al. Light-emitting diode therapy (LEDT) before matches prevents increase in creatine kinase with a light dose response in volleyball players. Lasers in Medical Science. 2015.
