As opções terapêuticas para metástases ósseas ainda são limitadas e desafiadoras, apesar dos desenvolvimentos contínuos no tratamento oncológico. O método padrão atual é a radioterapia, que está associada a complicações como eritema local, toxicidade para órgãos internos1 e fraturas insuficientes2. Há necessidade de terapias antineoplásicas alternativas, pois pacientes com metástases ósseas frequentemente sofrem de dor, hipercalcemia e sintomas neurológicos que resultam em mobilidade prejudicada e redução da qualidade de vida3. Descobertas recentes demonstram que a TFD oferece uma opção de tratamento antineoplásico alternativa e promissora para atingir diretamente as lesões ósseas, que podem ser usadas isoladamente ou de suporte à radioterapia4.
O mecanismo da TFD é essencialmente baseado em uma transferência de energia de um composto fotossensível excitado pela luz (fotossensibilizador) para o oxigênio do tecido. Este fotossensibilizador funciona de forma semelhante a um capacitor em nível nanoscópico. Ele pode armazenar energia em um estado fundamental quando irradiado com um comprimento de onda apropriado de luz e libera energia armazenada quando retorna de um estado excitado para o estado fundamental original5. A energia liberada leva a duas reações fotoquímicas: uma é a transformação do oxigênio em radicais reativos de oxigênio pela transferência de hidrogênio ou um elétron. A segunda é a produção de partículas de oxigênio singlete por transferência horizontal de energia do substrato fotossensibilizador para partículas locais de oxigênio tripleto6. Os radicais reativos de oxigênio e as moléculas singlete de oxigênio têm efeitos altamente citotóxicos nas células tumorais locais e induzem oclusão vascular e resposta inflamatória local por apoptose de células endoteliais de vasos sanguíneos tumorais7.
Os fotossensibilizadores convencionais são derivados da família das porfirinas, como as hematoporfirinas e as benzoporfirinas8. A aplicação de substâncias fotossensibilizadoras com maior afinidade ao tecido tumoral pode aumentar a seletividade da TFD9 anos. Em particular, o 5-ALA, que é um precursor biossintético da protoporfirina IX, pode se acumular em células tumorais, como ceratose actínica, carcinoma basocelular, tumor de bexiga e câncer gastrointestinal5. Diferentes abordagens de entrega usando 5-ALA também podem variar a eficiência da PDT em relação à localização do tumor. Assim, o uso tópico de 5-ALA com a aplicação de TFD tornou-se a terapia dermatológica de primeira linha contra a ceratose actínica10. Resultados recentes para metástases ósseas de linhagens celulares invasivas de câncer de mama ductal indicam possível inibição da migração celular e indução de apoptose após exposição à TFD com 5-ALA11. No entanto, o uso de PDT em tecido humano subfascial, como tecido ósseo, ainda está em seu estágio clínico pré-clínico a experimental, pois a eficácia precisa ser melhorada. Aplicações de nanopartículas com terapia à base de luz já apresentam grande impacto na odontologia12. Assim, é provável que a combinação do uso de nanopartículas com PDT expanda sua gama de aplicações para a oncologia ortopédica.
O protocolo a seguir descreve como preparar células originárias de tumores ósseos primários e linhas celulares de metástases ósseas e submetê-las a PDT mediada por 5-ALA por um tempo de exposição predefinido. Uma descrição detalhada de como realizar e avaliar o potencial de migração celular, vitalidade e senescência após a irradiação de 5-ALA-PDT também está incluída. As instruções passo a passo fornecem uma abordagem direta e concisa para adquirir dados confiáveis e reprodutíveis. As vantagens, limitações e perspectivas futuras da abordagem da TFD para lesões neoplásicas ósseas também são discutidas.