À esquerda, células humanas tratadas com um
fotossensibilizador não específico; ao centro, cultura tratada com pigmento
capaz de causar dano paralelo nas membranas dos lisossomos e mitocôndrias; e, à
esquerda, a cultura controleImagem:
WK Martins et al / Autophagy
Resultados de
um estudo publicado no Journal of the American Chemical Society poderão
contribuir para aprimorar as técnicas de terapia fotodinâmica —feitas à base de
compostos que, ao serem expostos à luz, desencadeiam processos bioquímicos
capazes de romper a membrana de células-alvo. Essa terapia é testada para o
tratamento de câncer de pele e fibromialgia.
Conduzida por
um grupo vinculado ao Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina
(Redoxoma), a pesquisa mostrou que a degradação dos chamados
fotossensibilizadores, que são as moléculas usadas para tornar as células mais
sensíveis à luz, é um passo fundamental para a ação desses compostos. Até
então, acreditava-se que , para serem eficientes, os fotossensibilizadores não
poderiam sofrer degradação por luz (fotobranqueamento) durante o processo.
O Redoxoma é
um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela Fapesp no
Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP).
Para chegar às
conclusões descritas no artigo, os pesquisadores desenvolveram diferentes
pigmentos orgânicos sensíveis à luz conhecidos como porfirazinas. O objetivo
foi entender quais processos essas moléculas induzem na membrana das células
quando expostas à luz.
Todas as
porfirazinas usadas na pesquisa eram capazes de gerar a mesma quantidade de
oxigênio singlete (espécie eletronicamente excitada da molécula de oxigênio),
um conhecido fator indutor de oxidação das membranas expostas à luz. Desse
modo, os pesquisadores puderam observar com mais atenção os outros processos
causadores de dano celular induzidos pelos pigmentos.
"Vimos que as porfirazinas, além de
atuarem como fotossensibilizadoras por meio do mecanismo já conhecido de
produção de oxigênio singlete, também atuam como agentes oxidantes por reações
de contato, removendo elétrons diretamente das duplas ligações dos lipídios. O
resultado dessas reações é a formação de radicais livres, que oxidam os
lipídios presentes na membrana das células e geram mais danos, potencializando
seu efeito", explicou Thiago Teixeira Tasso, primeiro autor do artigo. A
investigação foi realizada durante seu estágio de pós-doutorado no IQ-USP
apoiado pela Fapesp. Atualmente, Tasso é professor do Instituto de Ciências
Exatas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).
Em um trabalho
anterior, o grupo coordenado por Mauricio da Silva Baptista, professor do
IQ-USP e coautor do artigo, havia demonstrado que um fator importante para
causar danos irreversíveis às membranas era a formação de aldeídos lipídicos,
substâncias que abrem poros na estrutura externa da célula e levam ao vazamento
do conteúdo interno.
"A
descoberta tem potencial de mudar o paradigma de que a degradação do
fotossensibilizador seria algo prejudicial, que diminuiria a sua eficiência. No
estudo, observamos que, dependendo da molécula, esse fotobranqueamento pode ser
benéfico e aumentar o dano causado à membrana", disse Baptista.
O trabalho
integra o projeto "Fotossensibilizadores: estudos de propriedades
fundamentais e aplicações biológicas", apoiado pela Fapesp e coordenado
por Paula Homem-de-Mello, professora do Centro de Ciências Naturais e Humanas
da Universidade Federal do ABC (CCNH-UFABC).
Destruição de membrana
Para
contribuir com a criação de fotossensibilizadores mais eficientes, o grupo do
IQ-USP busca entender os mecanismos que causam danos à membrana e,
consequentemente, induzem a morte celular.
No estudo, os
pesquisadores compararam dois fotossensibilizadores à base de porfirazina. Ambos
possuem propriedades fotofísicas semelhantes, mas diferentes sensibilidades ao
fotobranqueamento.
Em dois
modelos capazes de simular in vitro a membrana celular (por meio de substâncias
também encontradas nas células) observou-se que, quanto maior a velocidade de
fotobranqueamento dos fotossensibilizadores, mais rapidamente era induzida a
formação de poros na estrutura. Isso ocorre porque o fotossensibilizador,
quando exposto à luz, extrai elétrons da dupla ligação que ocorre nos lipídios
das membranas, causando seu rompimento.
"Comprovamos que o fotobranqueamento, algo que era evitado
por quem sintetiza esse tipo de molécula, na verdade é importante. Então, em
vez de evitar esse fenômeno, deve-se dar preferência às moléculas que degradam
mais e reaplicá-las sempre que necessário", explicou Baptista.
O grupo agora
testa os fotossensibilizadores usados no estudo em células humanas, a fim de
verificar se o fenômeno se repete. Caso o resultado se confirme, as moléculas
poderão ser encaminhadas para testes em animais.
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