Medicamentos fotoativáveis são ativados quando expostos a um feixe de luz – através de uma fibra óptica –, gerando assim um efeito terapêutico controlado e localizado no tecido-alvo. Agora, uma equipe científica alcançou um novo avanço no campo da farmacologia fotônica ao desenvolver o primeiro dispositivo sem fio capaz de ativar remotamente um medicamento fotoativável e de gerar efeitos terapêuticos em órgãos específicos.
Este novo dispositivo provou sua eficácia no tratamento da dor em um estudo com uma molécula fotossensível derivada da morfina, um dos opioides mais utilizados devido à sua grande capacidade analgésica.
O estudo, realizado em modelos animais, abre novas perspectivas para o desenvolvimento de tratamentos analgésicos mais seguros, eficazes e personalizáveis – especialmente para a dor crônica – sem os efeitos colaterais associados ao uso de opioides (dependência, vício, etc.).
Essa inovação em farmacologia é agora apresentada em um artigo publicado na revista Biosensors and Bioelectronics. O autor principal é Francisco Ciruela, professor da Faculdade de Medicina e Ciências da Saúde da Universidade de Barcelona e membro do Instituto de Neurociências (UBneuro) e do Instituto de Pesquisa Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), e os especialistas John Rogers, da Northwestern University (Estados Unidos), Amadeu Llebaria, do Instituto de Química Avançada da Catalunha (IQAC-CSIC), e Jordi Hernando, da Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
Farmacologia fotônica: o poder da luz
Medicamentos fotoativáveis são compostos químicos que permanecem inativos até serem ativados por luz de um determinado comprimento de onda. Eles podem atuar com maior precisão espacial e temporal, sem causar efeitos colaterais significativos no corpo.
No estudo, a equipe investigou os efeitos da tecnologia sem fio no tratamento da dor com morfina protegida por luz (pc-Mor), que promove a liberação de morfina ativa nos órgãos e tecidos afetados pela dor, sem causar efeitos colaterais.
“A morfina protegida por foto é uma molécula que foi quimicamente modificada para inativar temporariamente sua função analgésica. Essa inativação é alcançada pela adição de um grupo cumarina que se liga covalentemente à morfina por meio de uma ligação fotossensível. Essa ligação bloqueia o domínio da morfina responsável por sua interação com os receptores opioides”, explica Francisco Ciruela.
“Quando o tecido alvo é irradiado com luz de comprimento de onda de 405 nanômetros, a ligação fotossensível é quebrada e a morfina ativa é liberada no ponto em que se pretende que ela atue. Isso permite uma ação farmacológica precisa no espaço e no tempo, ou seja, ela atua apenas onde e quando é necessária”, explica o especialista.
Mesmo efeito da morfina administrada convencionalmente
De acordo com os resultados, o efeito analgésico da morfina liberada localmente na medula espinhal pelo fotodispositivo é comparável ao da morfina administrada sistemicamente.
“No entanto, a diferença notável foi a ausência dos efeitos colaterais típicos dos opioides, como tolerância ao efeito analgésico, constipação, dependência e vício”, enfatiza o especialista. “Superar a potencial dependência e os efeitos colaterais associados aos opioides foi uma das principais motivações”.
Para realizar a pesquisa, a equipe implantou em modelos animais um pequeno dispositivo de milímetros com um microLED como fonte de luz para ativar a morfina fotolábil na medula espinhal e obter efeitos analgésicos. Essa configuração permite ativar o microLED de forma programável e modulável para causar a ativação fotográfica local da morfina apenas na região irradiada.
O dispositivo contém uma mini antena de radiofrequência que é alimentada sem fio ou com fio por meio da tecnologia NFC para ligar o microLED. Após a implantação em modelos animais, o dispositivo facilita a livre movimentação no ambiente, eliminando barreiras físicas que poderiam prejudicar a eficácia terapêutica do medicamento fotoativável. O sistema também permite regular a intensidade e a frequência da luz irradiada para controlar melhor a dose de luz e o efeito farmacológico de acordo com as necessidades terapêuticas.
Novas fronteiras na farmacologia fotônica sem fio
Além do tratamento da dor, o novo protocolo de farmacologia fotônica sem fio, baseado na liberação local e controlada de medicamentos fotoativados, também pode ser usado em várias patologias. Em particular, no tratamento personalizado de doenças crônicas que exigem uma ação farmacológica muito precisa ou que apresentam riscos associados a efeitos colaterais sistêmicos.
“Na epilepsia, a liberação local de medicamentos antiepilépticos em regiões cerebrais específicas poderia permitir o controle das crises sem afetar o resto do sistema nervoso central, evitando sedação e outros efeitos colaterais gerais”, diz Ciruela. “Em doenças neurodegenerativas como o Parkinson, a fotoativação local de medicamentos dopaminérgicos ou outros moduladores poderia ser usada para melhorar os sintomas motores de forma focal e segura. Em doenças psiquiátricas como a esquizofrenia, a ativação por luz de antipsicóticos em regiões cerebrais específicas poderia aumentar a eficácia terapêutica, diminuir efeitos indesejados e melhorar a adesão do paciente ao tratamento”.
No combate ao câncer, a fotoativação de quimioterápicos diretamente no microambiente tumoral pode ser uma estratégia que garante alta concentração local do fármaco e menor toxicidade sistêmica.
No futuro, a pesquisa clínica em farmacologia fotônica enfrentará desafios como a avaliação da biodisponibilidade, estabilidade química e segurança dos produtos obtidos por fotólise. Do lado tecnológico, o desenvolvimento e a validação de dispositivos implantáveis apresentam uma série de desafios, como biocompatibilidade, durabilidade, miniaturização, gerenciamento de energia e integração funcional no corpo humano. “Do ponto de vista regulatório, essa tecnologia também exigirá uma regulamentação específica para produtos combinados, pois une um medicamento a um dispositivo médico, o que dificulta o processo de aprovação e o monitoramento clínico”, conclui o especialista.
Minsung et al. “Wireless, battery-free, remote photoactivation of caged-morphine for photopharmacological pain modulation without side effects”. Biosensors and Bioelectronics, abril de 2025. DOI: 10.1016/j.bios.2025.117440.
