Acção intracelular da terapia fotodinâmica

Abstract

A terapia fotodinâmica constitui uma modalidade terapêutica que pode induzir morte celular por stresse oxidativo através da activação de um fotossensibilizador pela luz. Os sensibilizadores do tipo porfirínico têm provado ter boas características e, investigações recentes indicam que a substituição com grupos hidroxilo e o efeito do átomo pesado podem contribuir para potenciar a acção fotodinâmica. Este trabalho permitiu comparar a acção fotodinâmica dos sensibilizadores 5,10,15,20-tetrakis(2-bromo-3-hidroxifenil)porfirina e a 5,15-bis(2-bromo-3 hidroxifenil)porfirina em adenocarcinoma colo-rectal humano in vitro e in vivo. Os estudos de microscopia de fluorescência apontaram para a localização subcelular mitocondrial dos sensibilizadores, no entanto, a captação celular de TBr4HPP é dezassete vezes superior à de BBr2HPP. Apesar desta diferença, os estudos de proliferação celular mostraram que BBr2HPP tem um efeito fotodinâmico superior (IC50 às 24 horas: 180nm) à de TBr4HPP (IC50 às 24 horas: 464nm) e que, para ambos os sensibilizadores, a irradiação é essencial para a citotoxicidade. Nas células de adenocarcinoma colo-rectal WiDr, estes sensibilizadores induziram morte por necrose, o que poderá depender não só das características do tratamento fotodinâmico mas também do perfil molecular das próprias células. Os estudos in vivo mostraram que ambos os sensibilizadores têm efeito numa dosagem baixa de 2mg/kg, induzindo diminuição significativa dos crescimento de xenotransplantes das células WiDr implantadas em ratinhos Balb/c nu/nu. Os resultados são concordantes com os estudos in vitro que apontam para o maior efeito fotodinâmico de BBr2HPP. Para este sensibilizador, com um intervalo entre a injecção e a irradiação de 72 horas, foi possível observar efeitos significativos no volume dos xenotransplantes, em 83,3% dos casos, logo ao segundo dia de monitorização.

4 Após o follow-up necessário à realização dos estudos in vivo, foi possível excisar os xenotransplantes e proceder à análise histológica e por citometria de fluxo. Verificou-se que, após o tratamento fotodinâmico, ainda foi possível encontrar células tumorais viáveis após o tratamento, apesar das extensas áreas de necrose. Este resultado indica que, em estudos futuros, será necessário optimizar o protocolo de tratamento, em termos de concentração do sensibilizador e de energia total e potência da luz a aplicar.

Photodynamic therapy is a therapeutic modality cabaple of inducing cell death by oxidative stress through activation of a sensitizer by light. Porphyrins proved to be photosensitizers with appropriate characteristics, and recent investigations showed that substitution with hydroxyl groups and the heavy atom effect may contribute to enhance the photodynamic activity. This work compared the photodynamic activity of 5,10,15,20-tetrakis(2-bromo-3 hydroxyphenyl)porphyrin and 5,15-bis(2-bromo-3-hydroxyphenyl)porphyrin as sensitizers against human colorectal adenocarcinoma in vitro and in vivo. Fluorescence microscopy studies indicated that the subcellular localization of both sensitizers may be the mitochondria, and cellular uptake studies showed that TBr4HPP internalization is seventeen times higher than BBr2HPP. Despite this difference, the cell proliferation studies shown the higher photodynamic effect of BBr2HPP (IC50 at 24 hours: 180nm) in comparison to TBr4HPP (IC50 at 24 hours: 464nm), and that irradiation is essential for cytotoxicity. Both sensitizers induced death by necrosis in the WiDr colorectal adenocarcinoma cells, which may depend not only of the photodynamic treatment but also of the molecular profile of these cells. In vivo studies showed that both sensitizers have effect in a low dose of 2mg/kg inducing a significant decrease in the growth of xenografts of WiDr cells implanted in Balb/c nu/nu mice. Results are consistent with in vitro studies pointing to the greater photodynamic effect of BBr2HPP. For this sensitizer, with an interval between injection and irradiation of 72 hours, we observed significant decrease in the growth of xenografts in 83.3% of cases, immediately in the second day of follow-up. After the follow-up necessary to complete the in vivo studies, it was possible to excise the xenografts and proceed to histological and flow cytometry analysis. After the photodynamic treatment, it was still possible to find viable tumor cells, despite the

8 extensive areas of necrosis. This result indicates that, in the future studies, will be necessary to optimize the treatment protocol, in terms of concentration of the sensitizer and total energy and power of light to be applied.