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Implodindo células cancerígenas

Lasers microscópicos podem impedir que tumores malignos se espalhem pelo corpo

Alexandre Hubner, The Economist

04 Setembro 2017 | 05h00

Faz mais de 50 anos que Viagem Fantástica brilhou nas telas de cinema. A ideia básica do filme – a miniaturização de um submarino e de sua tripulação de médicos para que eles pudessem navegar pela corrente sanguínea de um paciente e realizar um procedimento cirúrgico in loco – continua tão absurda hoje quanto era em 1966. O mesmo não se pode dizer da construção de aparelhos terapêuticos pequenos o bastante para se deslocar pelo interior do organismo de uma pessoa. De fato, talvez sob inspiração do filme, esforços nesse sentido vêm sendo feitos. Alguns se concentram no desenvolvimento de dispositivos para transportar medicamentos. Outros buscam maneiras de concentrar energia aplicada externamente a tecidos que precisam ser eliminados. Seu uso clínico começa a obter aprovação das autoridades sanitárias.

A iniciativa mais recente, coordenada pelos professores Vladimir Zharov, da Universidade do Arkansas, e Mark Stockman, da Universidade Estadual da Geórgia, envolve a injeção em pacientes oncológicos de exércitos de lasers minúsculos, que se desincumbem da tarefa de localizar e destruir as chamadas células tumorais circulantes (CTCs). As CTCs são células que se desgarraram de um câncer primário e, se não forem combatidas, podem alojar-se em diversas partes do organismo e se transformar em tumores secundários, processo conhecido como metástase.

A dupla de pesquisadores utiliza um tipo de laser miniaturizado desenvolvido há alguns anos por Stockman. Trata-se do “spaser”, abreviação em inglês de “amplificação de plásmon de superfície por emissão estimulada de radiação”. Os plásmons de superfície são nuvens de elétrons que oscilam sobre uma superfície condutora. Os spasers os produzem em resposta a estímulos gerados por uma fonte externa de luz.

Para efeito de comparação, os glóbulos sanguíneos têm diâmetro de cerca de 7 mil nm (nanômetro, a bilionésima parte de um metro). Já os spasers de Zharov e Stockman medem, de uma extremidade a outra, meros 22 nm. Constituem-se de um núcleo de ouro, com diâmetro de 10 nm, acondicionado num invólucro de sílica envernizado com pigmentos fluorescentes. A superfície externa desse invólucro é coberta com ácido fólico.

Os lasers convencionais compõem-se de um ressonador (geralmente uma câmara com espelhos em ambas as extremidades, entre os quais a luz a ser amplificada “pulsa”), e um meio ativo, que permanece entre os espelhos e absorve a energia externa (com frequência também na forma de luz), utilizando-a para amplificar a luz pulsante. Nos spasers que Zharov e Stockman usam, o ouro funciona como ressonador e a sílica envernizada como meio ativo. Em vez de amplificar luz, o sistema amplifica os plásmons que oscilam pela superfície da esfera de ouro.

O outro ingrediente do dispositivo, o ácido fólico, atua como guia. Diferentemente da maioria de suas irmãs saudáveis, as células cancerígenas geralmente são recobertas por moléculas receptoras de folato. Em razão disso, ao entrar em contato com uma célula desse tipo, o spaser tende a se colar a ela. Assim, injetando-se um exército de spasers num paciente com câncer metastático, esses spasers devem rastrear rapidamente as CTCs presentes na corrente sanguínea ou no sistema linfático e acoplar-se a elas. Estudos laboratoriais mostram que, com frequência, dezenas de spasers se fixam numa única célula. Uma vez fixados, eles são rapidamente absorvidos pela célula.

Os spasers absorvidos podem ser utilizados com duas finalidades: diagnóstico e destruição. Quando um paciente for escaneado com raios laser de baixa potência, seja através da pele, ou (para alcançar órgãos mais internos) por meio de uma sonda de fibra ótica, as células cancerígenas que contêm spasers brilharão, revelando sua localização. A aplicação de pulsos de laser mais potentes (mas ainda em níveis inofensivos para os seres humanos) transformará os spasers em assassinos. A tese é de Zharov. Num estudo anterior, o pesquisador projetou raios laser em algumas células de melanoma, um tipo agressivo de câncer de pele. Uma das características dos melanomas é a presença de partículas de melanina, um pigmento escuro. Essas partículas absorveram a luz do laser, aqueceram-se e, com isso, formaram em seu redor bolhas de vapor capazes de matar as células a que pertenciam.

A ideia que Zharov e Stockman tiveram foi usar os spasers para produzir efeito semelhante nas CTCs, com os spasers fazendo o papel das partículas de melanina. Deu certo. Os pulsos externos de laser estimularam os spasers a produzir plásmons, que, no meio aquoso da célula, aqueceram-se, atingindo temperaturas muito acima dos 100ºC. Isso formou bolhas de vapor, cujo aparecimento súbito gerou ondas de choque que, por sua vez, provocaram a implosão das células afetadas.

Para explorar esse efeito terapeuticamente, os pesquisadores pretendem colocar no pulso dos pacientes um sensor especial. Esse sensor utilizará raios laser de baixa potência para detectar a passagem de CTCs portadoras de spasers pelos vasos sanguíneos do pulso. Uma vez detectada a presença dessas células, o sensor acionará um laser de alta potência para destruí-las. Se funcionar, o método manterá os tumores secundários sob controle, enquanto os médicos tratam o câncer primário do paciente. Concluída essa etapa, os spasers continuarão a ser utilizados por mais algum tempo, a fim de eliminar as CTCs residuais.

Os resultados de ensaios realizados com animais se mostraram promissores. Agora Zharov e Stockman pretendem testar o sistema em pessoas. Também tentam realizar ajustes nos spasers, a fim de torná-los sensíveis à luz infravermelha, que penetra mais profundamente os tecidos do que a luz visível.

Não se sabe se os spasers serão bons verdugos de CTCs humanas. Mas mesmo uma matança apenas parcial já seria suficiente para inibir as metástases. E isso teria impacto imensamente positivo no tratamento de todos os tipos de câncer.

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