Sagoma di uomo contornato di luce

La luce ha proprietà fisiche indiscutibili e le sue proprietà terapeutiche sono note sin dai tempi più antichi.

Cenni storici sulla terapia fotodinamica

Agli antichi romani era noto che la dermatite atopica o l’artrosi o malattie cutanee come la psoriasi avevano beneficio dalla esposizione solare; ma andando indietro, anche gli antichi egizi conoscevano ed usavano la luce a scopo terapeutico.

Dai testi antichi infatti si desume che curassero la vitiligine attraverso la esposizione solare del paziente previa somministrazione orale di estratti vegetali contenenti psoraleni: una vera e propria fototerapia dinamica indiretta!

La terapia fotodinamica moderna, in quanto tale, nasce nella fine del 1800: un medico danese, il dottor Finsen, documenta la cura e la guarigione di alcune malattie cutanee attraverso l’esposizione della pelle dei paziente a luce filtrata di una lampada ad arco di carbonio.

Gli studi e la curiosità sull’argomento in ambito medico proseguono: nei primi anni del 1900 il dottor Oskar Raab osserva che la tossicità del colorante Acridine Red  nei confronti di alcune specie di Paramecium dipende dalla quantità di luce incidente sulla miscela sperimentale, e sempre nei primi del 1900 il dottor Von Tappeiner dimostra che la presenza di ossigeno (O2) è necessaria perché la luce abbia azione fotodinamica, capace cioè anche di uccidere le cellule (effetto citotossico).

Un esperimento ai limiti della convenienza fu quello del fisico tedesco Meyer-Betz, che si iniettò 200 mg di ematoporfirina, irradiando poi di luce l’avambraccio dove aveva effettuato la infiltrazione: l’arto incominciò a gonfiare e sulla zona tumefatta a breve comparse una voluminosa ulcerazione, che per fortuna dello scienziato regredì nei giorni seguenti: era la dimostrazione empirica (molto discutibile nelle modalità ma scientificamente ineccepibile!) che la luce poteva uccidere le cellule!

Sembrava, quella della terapia fotodinamica, una strada in discesa per il suo uso in ambito medico, ma la improvvisa scoperta degli antibiotici spinse progressivamente la nascente industria farmaceutica a disinteressarsi della terapia fotodinamica antibatterica, ripresa solo negli anni ’70, quasi per caso, per il trattamento dei tumori.

Cosa si può curare con la terapia fotodinamica?

Oggi, la terapia fotodinamica è una realtà, non conosciuta ed applicata in tutti gli Stati, una terapia capace di contrastare molte forme di tumori e di curare molte patologie, specie cutanee, tant’è che ci sono nazioni, come il Canada, che già dal 1993 hanno autorizzato l’uso del primo fotosensibilizzatore, il Photofrin, per il trattamento di alcune forme di cancro.

Come funziona la terapia fotodinamica?

Ma da dove nasce la forza terapeutica della luce? Come funziona la terapia fotodinamica? E’ dalla fisica che dobbiamo partire: la luce è energia, che se interagisce con un tessuto vivente può essere 

  • riflessa, 
  • diffusa, 
  • trasmessa,
  • assorbita. 

Per i tessuti biologici viventi, l’assorbimento della luce è massimo quando la radiazione luminosa ha una lunghezza d’onda compresa tra 620 e 850 nm (si definisce tecnicamente finestra fototerapeutica).

Le sorgenti di una luce foto terapeutica possono essere sorgenti di luce coerente (si pensi al laser), o sorgenti di luce non coerente (lampade, ad infrarossi, ultravioletti, eccetera).

La luce, come tale, ha dunque delle proprietà sui tessuti biologici su cui si diffonde, se poi in questi tessuti sono posti dei "catalizzatori" o fotosensibilizzatori, capaci di amplificarne le proprietà, ecco che ci si trova di fronte ad una "novità", quella della fototerapia dinamica.

A cosa servono le sostanze con capacità fotosensibilizzare nalla terapia fotodinamica?

I requisiti di un sostanza con capacità di fotosensibilizzatore ideale sono semplici: deve essere una sostanza singola, con composizione nota e costante ad elevato grado di purezza, con capacità di citotossicità in presenza di luce, ma neutra o non dannosa al buio, stabile in condizioni fisiologiche, e con una intensa banda di assorbimento nella cosiddetta "finestra fototerapeutica".

Nello specifico poi la sostanza deve essere fotostabile (non degradare) e non ossidabile da parte di 1O2. Gli studi oggi hanno poi portato a selezionare ulteriormente le sostanze foto sensibilizzanti, ricercando (e trovando) sostanze capaci selettivamente di essere accumulate nei tessuti malati e facilmente eliminate da quelli sani, magari con carattere preferibilmente anfi-filico. Scientificamente oggi si distinguono 

  • fotosensibilizzatori di prima generazione (ematoporfirine naturali, chimicamente modificate)
  • fotosensibilizzatori di seconda generazione (porfirine sintetiche o semisintetiche, coloranti organici, idrocarburi aromatici, complessi di metalli di transizione, sostanze semiconduttrici)
  • fotosensibilizzatori di terza generazione (unità fotosensibilizzanti legate a bio-molecole o a nano particelle)

negli ultimi tempi hanno acceso interesse scientifico i coloranti organici cationici, perché attratti dal potenziale di membrana dei mitocondri.

La terapia fotodinamica contro i tumori?

Le cellule tumorali che hanno un metabolismo accelerato rispetto a quelle sane, producendo di fatto un potenziale di membrana mitocondriale più elevato, sono un target perfetto per questi prodotti, che già è noto sono capaci di provocare la morte sia dei batteri Gram negativi che Gram positivi.

Ad oggi, si può affermare che la terapia fotodinamica (indicata con acronimo PDT), è una efficace terapia anti-cancro, capace di contrastare malattie virali locali, di contrastare l’aterosclerosi e la degenerazione maculare senile, di debellare infezioni locali batteriche e fungine.

Caratteristica della PDT, rispetto alle altre terapia tumorali, è la bassa tossicità sistemica, la presenza di minori effetti collaterali, la possibilità di ripetere più cicli in un anno. Certo, ad oggi la maggior parte dei fotosensibilizzatori è ancora in fase di sperimentazione, ma la speranza e la scienza non si possono fermare.