Um grupo de cientistas da USP em Ribeirão Preto utiliza conceitos da Física para desenvolver pesquisas baseadas no diagnóstico e terapia do câncer. O Núcleo de Apoio à Pesquisa em Física Médica (NAP-FisMed) foi formado em 2012 e reúne professores do Departamento de Física, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP), da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) e do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, todos da USP.

Segundo o coordenador do NAP-FisMed, professor Oswaldo Baffa Filho, a característica multidisciplinar do Núcleo de Pesquisa, com a participação de pesquisadores de diferentes áreas, permite estudos translacionais. “Essa dinâmica acelera a transferência dos estudos em laboratório para tratamentos direcionadas ao paciente”.

No NAP-FisMed, são pesquisados diferentes métodos de diagnóstico, terapia e modelagem de tumores, visando propor técnicas relacionadas a conceitos da Física que possam facilitar a prática clínica. Além de buscar técnicas não invasivas e mais eficientes para baratear procedimentos.

“Quando você vai a um hospital para fazer diagnóstico e terapia há diversos equipamentos e por trás dessas tecnologias há muitos conceitos, princípios e teorias de Física, como o raio-X, as técnicas de medicina nuclear, ultrassom, tomografia, ressonância magnética. A todo momento está aparecendo uma nova tecnologia nessa área”, informa Baffa Filho.

E é a partir dessas tecnologias e conceitos baseados na Física que as pesquisas do NAP-FisMed são direcionadas. Há estudos, por exemplo, para buscar novas substâncias fotoativas voltadas à fotoquimioterapia do câncer; uso da elastografia por ultrassom para lesões em tecidos biológicos e pesquisas sobre dosimetria das radiações ionizantes.

Há ainda o desenvolvimento de um sistema para aquisição simultânea de imagens fotoacústicas e ultrassônicas para identificação de tumores; novas metodologias de análise por meio da microespectroscopia vibracional voltada a processos inflamatórios, lesões pré-cancerosas e cancerosas de cólon; identificação de tecidos normais e patológicos com técnicas ópticas portáteis e aplicações intra-operatórias em cirurgias de tireoide e paratireoide.

O coordenador do NAP-FisMed destaca que as técnicas mais utilizadas para a detecção e o tratamento de câncer são as que utilizam radiações ionizantes, desenvolvidas há mais de um século a partir de pesquisas em áreas básicas da Física.

“O desenvolvimento de equipamentos de diagnóstico por imagem utilizando radiações ionizantes e, mais recentemente, através de ressonância magnética nuclear e ultrassom, proporciona o meio mais utilizado para detecção inicial de lesões suspeitas da doença. Da mesma forma, a radioterapia é uma das principais modalidades de terapia de câncer, sendo utilizada em, aproximadamente, metade dos casos diagnosticados da doença”, afirma Baffa Filho.

Radioterapia e o câncer
Mas para entender a importância da radioterapia para o câncer, é preciso compreender como a radiação age no corpo humano. De acordo com a professora Patricia Nicolucci, vice-coordenadora do NAP-FisMed, há dois tipos de radiação: a ionizante e a não ionizante. Mas elas possuem características diferentes de interação com o corpo humano. A luz da lâmpada branca e o ultrassom são exemplos de radiação não ionizante.

“Elas são consideradas não ionizantes porque a energia não é suficiente para liberar elétrons quando interagem com o tecido do corpo humano ou qualquer outro material. Já a radiação ionizante, utilizada em medicina nuclear e em radioterapia, tem uma energia maior, o que confere essa característica de tirar elétrons dos átomos da matéria com a qual interage”.

No caso da radioterapia para tratamento de câncer, quando a radiação ionizante é aplicada no corpo humano, essa radiação interage com a célula cancerígena, ionizando, ou seja, quebrando a cadeia de DNA dessa célula e, portanto, levando a célula à morte. Entretanto, a radiação não distingue entre a célula cancerígena e a do tecido normal do paciente.

“Existem técnicas para focar a radiação somente na célula cancerígena, mas não é totalmente eficiente. Células sadias do corpo do paciente também são lesadas por essa radiação. Por isso surgem efeitos como a queda de cabelo e pelos, a pele fica avermelhada. As doses de radiação devem ser muito bem controladas por meio de dosímetros”, explica Patrícia.

O efeito da radiação na célula pode ser direto e indireto. O mais difícil de ocorrer é o direto, quando a radiação interage diretamente com a molécula do DNA. Mas como essa molécula é minúscula, dificilmente a radiação interage direto com ela.

“A principal lesão na célula que vai levá-la à morte é a lesão do DNA. A radiação retira elétrons das moléculas da célula e quebra ligações químicas, assim a molécula se parte e aquela célula perde a função ou a característica de se replicar, que é o que queremos que ocorra com a célula cancerígena”, explica a professora.

O efeito indireto é o mais comum. Nesse caso, a radiação interage com a molécula de água dentro da célula. “A radiação ionizante retira elétrons da molécula de água, formando radicais químicos, eles se recombinam de uma outra maneira formando compostos químicos nocivos para a célula, como a água oxigenada que destrói o DNA da célula cancerígena”.