Un nouvel appareil portable, sans fil et bon marché créé à l'École d'ingénierie de São Carlos (EESC) de l'USP pourrait rendre le traitement du cancer plus sûr et plus efficace. Le dispositif est capable d'identifier au préalable la dose idéale de médicament que le patient doit recevoir, évitant ainsi une consommation inférieure ou supérieure à celle souhaitée. Avec la technologie, l'objectif est que les effets secondaires sur le patient soient réduits et que le traitement n'échoue pas en raison d'une application insuffisante des médicaments. Les résultats du travail ont généré un article qui a été publié dans Capteurs IEEE Journal, Revue scientifique américaine.
L'équipement a été développé pour les traitements utilisant la thérapie photodynamique (PDT) pour lutter contre le cancer. Cette technique, actuellement utilisée contre le cancer de la peau, est non invasive et détruit sélectivement les cellules cancéreuses à l'aide de la lumière, qui est appliquée sur la région du corps touchée en stimulant des photosensibilisateurs (médicaments qui sont «activés» par signaux lumineux, qui peuvent être consommés par voie orale, intraveineuse ou à travers des crèmes). Pour que l'intervention soit efficace et sûre, l'intensité et le temps d'irradiation de la lumière et la dose du médicament doivent être estimés avec précision.
«Notre plateforme effectue une sorte de prétraitement des cellules cancéreuses prélevées à partir d'une biopsie. Avec cela, nous avons pu déterminer la dose et la concentration idéales des photosensibilisateurs à appliquer plus tard sur le patient, le temps nécessaire d'exposition à la lumière, ainsi que l'intensité d'irradiation indiquée. De cette manière, il est possible de réduire les coûts de traitement, d'éviter l'inconfort causé par la thérapie et d'éviter la destruction des cellules saines, réduisant ainsi les effets secondaires », explique Rodrigo Gounella, auteur de la recherche et doctorant du programme d'études supérieures en génie électrique au CESE. .
D'un coût approximatif de 400,00 R $, l'appareil USP se compose d'un système d'éclairage avec 16 LED à commande individuelle, d'un petit ordinateur haute performance avec un système de communication Bluetooth et Wi-Fi et d'un jeu de batteries avec autonomie 54 heures. Pour contrôler l'équipement et faciliter le fonctionnement de l'utilisateur, une application a été développée qui envoie des commandes en temps réel à l'appareil pendant la thérapie, comme par exemple l'augmentation ou la diminution de l'intensité des lumières, dont les doses sont surveillées par l'application pendant le traitement. est effectuée.
Efficacité du traitement
Pour tester la plate-forme, les scientifiques du CESE ont évalué son efficacité contre une lignée de cellules humaines infectées par un cancer de l'estomac, qui ont été choisies car l'un des objectifs des chercheurs à l'avenir est de développer des capsules endoscopiques ingérables avec des LED et un système de communication intégré permettant TFD directement dans l'orgue. Pour démarrer l'expérience sur l'appareil, des portions d'acide aminolévulinique, l'un des principaux médicaments utilisés dans les thérapies photodynamiques, ont été appliquées à l'échantillon de cellules et, ensuite, les LED ont été allumées, initiant la thérapie.
«Les données obtenues ont montré que l'appareil était capable de déterminer la quantité idéale de médicament et la dose de lumière indiquée pour tuer les cellules malades, qui ont été détruites après 49 minutes de traitement», explique João Paulo Pereira do Carmo, conseiller d'étude et professeur au Département de génie électrique et informatique (SEL) du CESE. Sur la base de ce type d'informations préliminaires, le médecin responsable du patient pourra définir la dose finale de lumière et de médicament nécessaire en fonction du stade de développement du cancer dans l'organisme.
Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), en 2018, environ 18 millions de cas de cancer ont été enregistrés dans le monde, avec 9,6 millions de décès, étant la deuxième cause de décès sur la planète. Au Brésil, selon les estimations de l'Institut national du cancer (Inca) pour la période 2020-2022, 625 000 nouveaux cas de la maladie surviendront chaque année dans le pays. Le cancer de la peau sans mélanome sera le plus fréquent, avec environ 177 mille enregistrements, suivis des cancers du sein et de la prostate (66 000 chacun), du côlon et du rectum (41 000), du poumon (30 000) et de l'estomac (21 000).
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Selon les chercheurs de l'USP, la portabilité du nouvel appareil, son faible coût et la grande autonomie offerte sont des facteurs qui promettent de faciliter l'entrée du produit sur le marché – on s'attend à ce que l'équipement soit disponible à la vente d'ici deux ans. Bien qu'il existe déjà des dispositifs similaires à celui développé au CESE, ils présentent tous des inconvénients. En plus de ne pas être portables, ils sont plus chers, ils ne peuvent pas réguler l'intensité de la lumière ou contrôler l'expérience en temps réel. De plus, la plupart des équipements ont des LED connectées en série, c'est-à-dire que si l'une d'entre elles tombe en panne, toutes les autres cessent également de fonctionner.
Financée par le Conseil national du développement scientifique et technologique (CNPq), l'étude a été réalisée en collaboration avec des chercheurs du Centre de recherche en optique et photonique (CePOF), basé à l'Institut de physique de São Carlos (IFSC) à l'USP. L'article Plateforme d'évaluation portable sans fil pour la thérapie photodynamique: tests in vitro sur des cellules d'adénocarcinome gastrique humain a été publié dans Journal des capteurs IEEE le 3 février.
(Texte: Henrique Fontes, du SEL Communication Advisory)
Plus d'informations: e-mail comunica.sel@usp.br, au SEL Communication Advisory
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