Terapia fotodinâmica em combinação com quimioterapia : uma opção no osteossarcoma

Abstract

O osteossarcoma é o tipo de sarcoma mais comum e corresponde acerca de 45% de todos os cancros ósseos. A toxicidade dos fármacos antineoplásicos convencionalmente utilizados no seu tratamento é muitas vezes limitante da dose aplicada ou até mesmo a razão para a interrupção da quimioterapia, sendo por isso emergente a necessidade de novas terapias e estratégias para o combate do osteossarcoma, particularmente os casos de doença irressecável. Este projeto surge no sentido de responder a esta necessidade, já abordada em trabalhos prévios a esta dissertação, de ampliar a utilização da terapia fotodinâmica em oncologia com a combinação com outras estratégias terapêuticas como a quimioterapia. Neste trabalho, pretendeu-se estudar a terapia fotodinâmica com base no fotossensibilizador BBr2HPP, tendo em conta os conhecimentos já adquiridos por este grupo de investigação nesta área. Relativamente aos estudos in vitro, o ensaio MTT permitiu verificar o efeito citotóxico que três dos fármacos mais usados de quimioterapia têm na inibição da proliferação celular tendo-se verificado que são dependentes da concentração em que estão presentes. A linha tumoral MNNG-HOS, demonstrou ser sensível ao efeito dos três fármacos quimioterapêuticos estudados. Sabendo que determinados fotossensibilizadores exibem uma elevada seletividade para as células tumorais, estudou-se também o efeito da terapia de combinação numa linha não tumoral, a linha humana de fibroblastos HFF1, não se verificando diferenças estatisticamente significativas. A associação da terapia fotodinâmica com a quimioterapia diminuiu significativamente a atividade metabólica das células tumorais, bem como a viabilidade celular, de forma dependente da concentração de fotossensibilizador e da concentração e do tempo de administração, levando a um efeito sinérgico em combinação com a doxorrubicina e a cisplatina. Demonstrou-se que o decréscimo da atividade metabólica, nas células submetidas à combinação entre a PDT e a doxorrubicina, está relacionado com os mecanismos de morte celular, a apoptose e a necrose, associados a disfunção mitocondrial, a produção intracelular de espécies reativas de oxigénio, e a danos no DNA. XIV Paralelamente, nos estudos in vivo verificou-se que a taxa de crescimento tumoral foi inferior quando os ratinhos foram submetidos à combinação entre a PDT e a doxorrubicina. Foi possível também verificar o sucesso da terapia de combinação sem a penalização do bem-estar dos ratinhos, reforçando mais uma vez o potencial terapêutico. Os estudos de histologia vieram confirmar os resultados promissores obtidos in vitro., os quais mostraram haver uma percentagem necrose superior na terapia fotodinâmica e na terapia combinada do que na terapia apenas com doxorrubicina. Assim, foi possível com este projeto verificar que a terapia fotodinâmica em combinação com a quimioterapia constitui uma modalidade terapêutica com efeito sinérgico que poderá fazer diferença no tratamento do osteossarcoma.

Osteosarcoma is the most common type of sarcoma and corresponds to about 45% of all bone cancers. The toxicity of antineoplastic drugs conventionally used in their treatment is often limiting or even reason for the interruption of chemotherapy, therefore there is need for new therapies and strategies to fight osteosarcoma, particularly cases of unresectable disease. This project arises in order to respond to this need, already addressed in studies previous to this dissertation, to expand the use of photodynamic therapy in oncology and to combine it with other therapeutic approaches, such as chemotherapy. In this work, we intended to study photodynamic therapy based on BBr2HPP photosensitizer, also taking into account the knowledge already acquired in this area by the research group. Regarding in vitro studies, the MTT assay has shown the cytotoxicity of three of the most commonly used chemotherapy drugs verifying that inhibition of metabolic activity is dependent on the concentration. The tumor cell line MNNG-HOS, was sensitive to the effect of the three chemotherapeutic drugs studied. Knowing that certain photosensitisers exhibit high selectivity for tumor cells, it was also studied whether the combination therapy would affect non-tumor cells, the HFF1 human fibroblasts, and there were no statistically significant differences. The association of photodynamic therapy to chemotherapy significantly decreased the metabolic activity of the tumor cells as well as cell viability, dependently on the concentration of photosensitizer and the concentration and time of administration of the chemotherapy drug, leading to a synergic effect in combination with doxorubicin and cisplatin. It has been shown that the decrease in metabolic activity in cells subjected to the combination of PDT and doxorubicin, is related to the mechanisms of cell death, apoptosis and necrosis associated with mitochondrial dysfunction, intracellular production of reactive oxygen species, and DNA damage. Similarly, in vivo studies showed that tumor growth was lower when mice were subjected to the combination of PDT and doxorubicin. It was also possible to verify the success of the combination therapy without compromising mice wellbeing, reinforcing the therapeutic potential. The histology studies have confirmed the promising results obtained in vitro, having a percentage of higher necrosis in photodynamic therapy and combination therapy than in therapy only with doxorubicin. XVI With this project it was possible to verify that photodynamic therapy in combination with chemotherapy is a treatment modality with synergistic effect that may make a difference in the treatment of osteosarcoma.