Introdução à radioterapia: o que é, como funciona e para que serve?

Graças a décadas de pesquisa para refinar, melhorar e inovar o tratamento, tornou-se uma técnica incrivelmente sofisticada e precisa que cura mais pessoas do que drogas contra o câncer. Somente na Inglaterra, são oferecidos anualmente cerca de 134 mil cursos de radioterapia. Então, como este tratamento de pedra angular ajudou a salvar milhões de vidas? A história começa em novembro de 1895 , quando o físico alemão Wilhelm Rontgen estava ocupado experimentando os efeitos da eletricidade nos gases. Pouco ele sabia que ele iria acontecer com algo que faria o seu caminho para hospitais em todo o mundo praticamente em um piscar de olhos: o raio-X. Com uma mão amiga de sua esposa (literalmente), Rontgen mostrou que o misterioso novo tipo de radiação que ele descobriu poderia viajar através de certas substâncias, como a carne, mas foi bloqueado por outros, como ossos. Esta descoberta logo inaugurou uma nova era de imagem médica, conhecida como radiologia, ajudando os médicos a identificar fraturas e outras doenças previamente invisíveis. Foi durante esse aumento de interesse mundial em raios-X que os cientistas fizeram outra observação crucial: as raios-X podem danificar a pele se usadas repetidamente. Isso levou cientistas a se perguntar se poderiam aproveitar esse efeito para tratar doenças, incluindo câncer. O trabalho precoce no laboratório e as pessoas que apoiou essa ideia e, em breve, graças à lendária dupla científica Marie e Pierre Curie, outro tipo de radiação se juntou à cena médica: o rádio. Percebendo o potencial deste novo e excitante tratamento, na década de 1920, levantamos grandes somas de dinheiro para comprar rádio para pesquisa, começando pelo tratamento do câncer cervical. Nossos cientistas então continuaram a realizar pesquisas pioneiras sobre radioterapia, elaborando medidas para medir as doses e mostrando como as células respondem à radiação, entre muitos outros estudos cruciais. Em última análise, este trabalho lançou as bases para a radioterapia moderna, que melhorou drasticamente desde a sua criação.

Então, como isso funciona?

A radioterapia funciona visando uma alta dose de radiação em relação ao tumor de uma pessoa, o que danifica o DNA frágil das células - o código de instruções que as células precisam para sobreviver e fazer seu trabalho. Isso pode acontecer de duas maneiras. A radiação pode danificar diretamente o DNA, causando cortes ao longo dos fios do material genético, e também pode desencadear a formação de moléculas muito reativas que podem ser prejudiciais. Incapaz de lidar com esse ataque a sua linha de vida, em última análise, as células cancerosas morrem. Uma vez que a radiação tem que viajar através de tecidos saudáveis para atingir seu alvo, as células não cancerosas também podem se tornar danificadas pelo tratamento. As células têm suas próprias ferramentas para corrigir o dano ao DNA tal como surge, mas nas células cancerosas estas são muitas vezes defeituosas. Assim, enquanto as células saudáveis geralmente são capazes de juntar o DNA e evitar as consequências fatais da radiação, as células cancerosas não podem. É por isso que a radioterapia é administrada aos pacientes em várias sessões espalhadas ao longo do tempo - essas lacunas permitem que as células saudáveis se recuperem. Qualquer tipo de dano aos tecidos saudáveis é um risco potencial e pode levar a efeitos colaterais. Reduzir esse risco é crucial para tornar o tratamento mais gentil para os pacientes e por que as técnicas modernas de radioterapia visam minimizar esse dano colateral ao mesmo tempo em que maximiza a dose que o tumor obtém.

Pílulas, grânulos de metal, fios e bebidas

Ao longo dos anos, os cientistas apresentaram várias maneiras de tornar a radioterapia mais elegante e precisa, mas, em princípio, o tratamento permanece o mesmo: uma alta dose de radiação direcionada ao tumor. Embora existam muitos tipos, a radioterapia é administrada amplamente de duas maneiras, de fora do corpo (radioterapia externa) ou interna (radioterapia interna). Nem todos têm radioterapia como parte de seu tratamento, mas qual deve ser usada depende do tipo de tumor e onde está no corpo, entre outras coisas. Por exemplo, um tipo de radioterapia interna chamada terapia de iodo radioativo é um tratamento muito eficaz para pacientes com câncer de tireoide. O iodo radioativo é administrado como uma bebida ou em uma pílula e é então absorvido pelas células de câncer de tireoide, mas não células saudáveis, e, portanto, tem poucos efeitos colaterais. Isto é conhecido como terapia líquida radioativa e é um dos dois principais tipos de radioterapia interna. O outro, chamado braquiterapia, envolve a colocação de um implante radioativo ao lado do tumor, como pequenos grânulos de metal ou fios. Embora a radioterapia interna funcione bem para certos tipos de câncer, a radioterapia externa é o tipo mais comum usado. Diferentes tipos de radiação são usadas aqui, geralmente raios-X, mas às vezes, partículas pequenas como prótons são encontradas nos corações dos átomos. A radiação é lançada em direção ao tumor em feixes ejetados de uma máquina altamente sofisticada, mais comumente chamada de acelerador linear. Ao invés de confiar em um certo grau de adivinhação, como nos primeiros dias da radioterapia, hoje os médicos tomam imagens muito detalhadas dos tumores dos pacientes e seus arredores usando técnicas como varredura de TC ou MRI. Isso ajuda os médicos a planejar o tratamento de forma muito precisa em 3D, de modo que o tumor sofre o peso do golpe, enquanto os seus tecidos saudáveis vizinhos são poupados o máximo possível. Há também uma variedade de outros truques para tornar o tratamento mais preciso, como apontar os feixes a partir de vários ângulos para que eles possam moldar de perto o tumor ou mudar sua intensidade. Você ouvirá mais sobre essas técnicas nos posts que se seguem nesta série.

Velho mas bom

Embora a radioterapia tenha melhorado dramaticamente e modernizada ao longo dos anos, como com qualquer tratamento, não é perfeito e ainda tem problemas. O principal problema é que, mesmo com radioterapia direcionada, é muito difícil deixar o tecido saudável ao redor do câncer, completamente ileso. Os feixes de radiação entram e saem do corpo através de tecidos saudáveis, e pequenos movimentos pelo paciente e até a respiração podem colocar o tumor ligeiramente fora do alvo, levando a efeitos colaterais de tecido saudável danificado. Esta é uma questão específica para crianças e jovens, cujos corpos delicados e em crescimento são particularmente suscetíveis a esses efeitos fora do alvo. Tais pacientes correm o risco de desenvolver outro câncer mais tarde na vida como resultado da terapia, razão pela qual os médicos devem pesar os benefícios com os riscos ao planejar seu tratamento. A terapia de feixe de prótons, um tipo de radioterapia altamente direcionada que mostrou promissora nestes casos mais complexos, pode reduzir esses riscos - um tópico em que abordaremos a profundidade na próxima publicação. Então, enquanto ainda há melhorias a serem feitas, a radioterapia pode ser antiga, mas é muito preciosa: tem ajudado os pacientes a sobreviverem ao câncer há mais de 100 anos e continua a ser uma das ferramentas mais importantes que os médicos do câncer têm. Tal como acontece com qualquer tratamento, comporta riscos, tanto a curto como a longo prazo. Mas, à medida que a tecnologia continua a melhorar, isso também será minimizado, ajudando os pacientes a viverem vidas mais saudáveis e saudáveis. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.

A Terra pode ter 1 trilhão de espécies vivas

plânctons

A Terra poderia conter cerca de 1 trilhão de espécies, com apenas um milésimo de 1 por cento agora identificados, de acordo com os resultados de um novo estudo. A estimativa, com base em leis de escala universais aplicadas a grandes conjuntos de dados, aparece hoje na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Os autores do relatório são Jay Lennon e Kenneth Locey da Universidade de Indiana em Bloomington, Indiana. Os cientistas combinaram um conjunto de dados microbiano, vegetal e animal a partir de fontes de ciência do governo, acadêmica e cidadã, resultando na maior compilação de seu tipo. Em conjunto, esses dados representam mais de 5,6 milhão de espécies microscópicas e não-microscópicas de 35.000 locais em todos os oceanos do mundo e continentes, exceto na Antártida.

Grande desafio em biologia - "Estimando o número de espécies na Terra é um dos grandes desafios na biologia", disse Lennon. "Nosso estudo combina os maiores conjuntos de dados disponíveis com modelos ecológicos e novas regras ecológicas de como a biodiversidade se relaciona com abundância. Isso nos deu uma estimativa nova e rigorosa para o número de espécies microbianas na Terra". Ele acrescentou que "até recentemente, nós não tivemos as ferramentas para estimar verdadeiramente o número de espécies microbianas no ambiente natural. O advento da nova tecnologia de sequenciamento genético fornece um grande conjunto de novas informações." O trabalho é financiado pela National Science Foundation (NSF), programa de Biodiversidade, uma esforço para transformar a nossa compreensão do âmbito da vida na Terra, preenchendo lacunas importantes no conhecimento da biodiversidade do planeta. "Esta pesquisa oferece uma visão da vasta diversidade de micróbios na Terra", disse Simon Malcomber, diretor do programa de biodiversidade. "Ele também destaca o quanto dessa diversidade ainda está para ser descoberto e descrito."

Estimar o número de espécies microbianas - Espécies microbianas são formas de vida muito pequenas para serem vistos a olho nu, incluindo organismos unicelulares, como bactérias e archaea, bem como certos fungos. Muitas tentativas anteriores para estimar o número de espécies de micro-organismos da Terra foram ignorados ou foram informados por conjuntos de dados mais antigos baseados em técnicas tendenciosas ou extrapolações questionáveis, disse Lennon. "Estimativas mais velhas foram baseadas em esforços que dramaticamente foram sub-amostradas a diversidade de micro-organismos", acrescentou. "Antes de alto rendimento no sequenciamento genético, os cientistas caracterizaram a diversidade com base em 100 indivíduos, quando se sabe que um grama de solo contém até um bilhão de organismos, e o número total na Terra é mais de 20 ordens de magnitude maior." A constatação de que micro-organismos foram significativamente sub-amostrados causou uma explosão em novos esforços de amostragem microbiana ao longo dos últimos anos.

Esforços de amostragem extensas - O inventário do estudo de fontes de dados inclui 20.376 esforços de amostragem sobre as bactérias, archaea e fungos microscópicos, bem como 14.862 esforços de amostragem sobre as comunidades de árvores, aves e mamíferos. "Uma enorme quantidade de dados foram coletadas a partir dessas pesquisas", disse Locey. "No entanto, poucos têm tentado reunir todos os dados para testar grandes questões." Ele acrescentou que os cientistas "suspeitavam que aspectos da biodiversidade, como o número de espécies na Terra, teria escala com a abundância de organismos individuais. Depois de analisar uma maciça quantidade de dados, observamos tendências simples, mas poderosas como "mudanças de biodiversidade em todas as escalas de abundância.

Leis de escala para todas as espécies - Os pesquisadores descobriram que a abundância das espécies mais dominantes era proporcional ao número total de indivíduos e 30 ordens de grandeza", tornando-a lei de escala mais expansiva em biologia", diz Lennon. As Leis de Escala, como a descoberta pelos cientistas, são conhecidas prever com precisão número de espécies para as comunidades vegetais e animais. Por exemplo, o número de espécies de escalas com a área de uma paisagem. "Até agora, não sabemos se os aspectos da escala biodiversidade era algo tão simples como a abundância de organismos", disse Locey. "Como se vê, as relações não são apenas simples, mas poderosa, resultando em nossa estimativa de cima de um trilhão de espécies." Os resultados do estudo também sugerem que a identificação de todas as espécies microbianas na Terra apresenta um grande desafio. "Dessas espécies catalogadas, apenas cerca de 10.000 já foram cultivadas em laboratório, e menos de 100.000 classificadas sequências genéticas", disse Lennon. "Nossos resultados mostram que isso deixa 100.000 vezes mais microrganismos a espera de serem descobertos e 100 milhões para serem totalmente explorados. " aA biodiversidade microbiana, ao que parece, é maior do que imaginávamos". Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.

Os carotenoides nos alimentos

Os carotenoides são pigmentos naturais lipofílicos que variam do amarelo ao vermelho, que são encontrados naturalmente em frutas, vegetais, animais e microrganismos. O papel de alguns carotenoides, tais como b-caroteno e b-criptoxantina, como pró-vitamina A é bem conhecido. Outros efeitos benéficos à saúde têm sido relacionados com o consumo de carotenoides, como a diminuição do risco de desenvolvimento de cancro da próstata, devido à ingestão de licopeno e o papel da luteína e de zeaxantina para a proteção contra a degeneração macular e catarata relacionada com a idade. Os mecanismos envolvidos na bioatividade dos carotenoides foram inicialmente atribuído às suas capacidades anti-oxidantes; no entanto, outros mecanismos de proteção foram também relatados envolvendo efeitos sobre as vias de sinalização e a expressão do gene, proliferação e diferenciação celular, a atividade anti-inflamatória, filtro de luz azul prejudiciais para os olhos, entre outros. Uma vez que os humanos não são capazes de biossintetizar carotenoides, estes compostos têm de ser consumidos na dieta. Portanto, é importante conhecer não apenas as fontes de carotenoides, mas também a sua estabilidade durante o processamento e armazenamento doméstico e industrial. O processamento também pode alterar a biodisponibilidade de carotenoides e influenciar consequentemente diretamente a sua bioatividade.Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.

Angiostrongylus cantonensis

Parasitas microscópicos espreitam em todos os lugares. Sedimento de lagoas, mosquitos, animais de estimação, frutas não lavadas - todos esses lugares podem ser portos seguros para esses organismos potencialmente perigosos, que assumem várias formas. O verme do pulmão (lungworm) do rato, também conhecido como Angiostrongylus cantonensis, é um microrganismo parasita, que é um microrganismo minúsculo que se parece com vermes, mas na verdade não são vermes, que podem causar estragos no sistema nervoso humano. Especificamente, pode causar meningite, um inchaço das membranas protetoras que cercam o cérebro e a medula espinhal. De acordo com um estudo recente, este parasita está se espalhando pela Flórida. Pesquisadores da Universidade da Flórida reuniram ratos selvagens (nome científico Rattus rattus ), amostras fecais de ratos e caracóis de 18 municípios em todo o estado. Dos 171 ratos coletados, 39 testaram positivo para o nematoide. Também foi encontrado em seis das 37 amostras fecais. Entre os 1.437 caracóis coletados, 27 - de diferentes locais de coleta - abrigavam o parasita. A descoberta é surpreendente porque o pulmão do rato geralmente é encontrado em regiões mais tropicais, como o Havaí.  Os municípios da Flórida onde o parasita foi encontrado incluem Leon, Alachua, Saint Johns, Orange e Hillsborough. Todos estes estão na região norte ou central do estado. 

"Este estudo indica que A. cantonensis está estabelecido na Flórida", escrevem os autores em seu estudo, publicado no PLOS ONE em maio. "A capacidade de este nematoide historicamente subtropical prosperar em um clima mais temperado é alarmante". Os autores observam que as mudanças climáticas e o aumento das temperaturas médias irão expandir a faixa habitável para os caracóis, levando à disseminação contínua deste parasita em áreas temperadas. "O parasita está aqui na Flórida e é algo que precisa ser levado a sério", disse Heather Stockdale Warden, pesquisadora de doenças infecciosas da Universidade da Flórida e principal autor do estudo, em um comunicado. "A realidade é que provavelmente está em mais condados do que encontramos, e também é provavelmente mais prevalente no sudeste dos EUA do que pensamos". 

As infecções humanas com pulmão de ratos são raras. Tais infecções ocorrem quando as pessoas comem caracóis contendo larvas de nemátodes. Às vezes, A. cantonensis infecta camarão de água doce, sapos e vermes da planícies. O nematóide não pode completar seu ciclo de vida nesses hospedeiros, mas pode viver por um tempo. Tais colonizações também podem levar a infecções humanas, embora estas sejam ainda mais raras. O parasita foi identificado pela primeira vez em 1935 em ratos da China. Como o nome indica, o verme do rato vive em ratos durante parte do seu ciclo de vida. Mas, embora esses roedores sejam o principal hospedeiro de A. cantonensis, ele também gastam uma parcela da vida em caracóis ou outros animais (ratos comendo caracóis permitem que o parasita se espalhe). Se os seres humanos comem um caracol hospedando o parasita, ele pode amadurecer dentro do cérebro, em vez de um rato. A diferença é que o parasita do cérebro morrerá lá, causando meningite eosinofílica, enquanto um parasita de ratos retornará à corrente sanguínea do animal. 

Os vermes larvários são liberados para o mundo através de fezes de ratos. Várias espécies de ratos estão envolvidas neste trabalho. Os caracóis ou lesmas podem comer as fezes ou o parasita pode infiltrar-se nas paredes do corpo desses gastrópodes. Uma vez dentro, as larvas amadurecem e, eventualmente, entram nas tripas de ratos que comem os caracóis ou lesmas. Os parasitas se movem através das paredes do intestino do rato para a corrente sanguínea, e alguns alcançarão o cérebro do rato, onde alcançam a forma quase definitiva. Este nematóide "sub-adulto" retorna então ao sistema circulatório do rato, avançando para o ventrículo direito e as artérias pulmonares, onde ele completa seu crescimento. Os nematoides masculinos e femininos são companheiros e a fêmea coloca seus ovos na corrente sanguínea do rato. Os ovos são transportados para os pulmões, onde eles chocam. As pequenas larvas então explodem nos pulmões e entram na traqueia. 

Depois que o parasita foi encontrado na China em 1930, outros relatórios notaram sua presença em Fiji, Tahiti, Guam e Havaí, entre outros lugares. O parasita também foi encontrado no Egito, Índia, África do Sul, Madagascar, Cuba, Brasil, Haiti e no sudeste dos Estados Unidos. Atualmente, o parasita prevalece no sudeste da Ásia e nas ilhas tropicais do Pacífico, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Segundo os pesquisadores, o parasita chegou aos EUA na década de 1980. Os pesquisadores acreditam que foi transportado aqui por ratos que chegam em navios destinados a Nova Orleans, Louisiana. Em 1995, uma criança da Louisiana que comeu um caracol ficou infectada. Mais recentemente, uma febre misteriosa em dois filhos no Texas foi rastreada até A. cantonensis. Eles não haviam comido caracóis, mas uma das crianças era conhecida por lanchar folhas de alface. O parasita tem uma história muito mais longa no Havaí, onde existe há mais de 50 anos. Este relatório marca a primeira vez que pesquisadores encontraram o parasita fora de uma região subtropical nos EUA.

As três espécies de gastrópodes que apresentaram resultados positivos para o parasita no estudo da Flórida nunca foram documentadas como hospedeiras antes. Duas delas têm intervalos muito além da Flórida; Uma foi encontrada em toda a América do Norte temperada. O parasita já foi encontrado em ratos de algodão em Oklahoma e foi a causa de pelo menos uma morte de aves na Califórnia. Na China e no sudeste da Ásia, comer caracóis ou mal cozidos é uma fonte conhecida de infecções humanas por A. cantonensis. Vinte e três pessoas na Jamaica foram infectadas desde 2000, e os alimentos contaminados com caracóis estavam envolvidos em cerca de 15 deles. Dois desses casos resultaram em morte e quatro resultaram em dano neurológico duradouro. Até à data, não foram relatadas infecções humanas na Flórida. Mas os pesquisadores também observam que algumas infecções podem ser mal diagnosticadas porque as larvas são difíceis de serem detectadas.  Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.