Terapia fotodinámica y aplicaciones en biomedicina
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Palabras clave

Terapia fotodinámica
Biomedicina
Speckle
Dosimetría
Pinzas ópticas
Nanotecnología

Cómo citar

[1]
R. Lozano Rosas, D. Loaiza-Toscuento, E. A. García Cortés, D. Carranza Zuñiga, M. G. Conde Cuatzo, and T. Spezzia Mazzocco, “Terapia fotodinámica y aplicaciones en biomedicina”, PCT, vol. 8, no. 14, pp. 60–73, Jan. 2025, doi: 10.61820/pct.v8i14.1767.

Resumen

La resistencia a los antibióticos es una creciente preocupación global en la salud pública, ya que amenaza con devolvernos a una era donde las infecciones microbianas comunes podrían ser mortales. Entre las principales causas, está el uso excesivo e inapropiado de antibióticos en medicina y agricultura. Pero hay una alternativa: la terapia fotodinámica (TFD), que ha emergido utilizando principios de fotofísica y fotoquímica para tratar diversas enfermedades. Este manuscrito ofrece una visión general de la TFD, abarcando sus fundamentos científicos, mecanismos de acción, y su eficacia en el tratamiento de cáncer, infecciones bacterianas, fúngicas y virales. Además, se discuten los avances en el desarrollo y uso de fotosensibilizadores (FSs) y estrategias para mejorar la selectividad y eficacia terapéutica. La TFD combina un FS, luz y oxígeno para generar especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) que inducen daño celular. Su aplicación en oncología y dermatología, y su potencial en terapias antimicrobianas, muestran su versatilidad. Se resaltan los desafíos en dosimetría de luz y FS. Se muestra investigación en mecánica celular con pinzas ópticas y el desarrollo de FSs basados en nanopartículas. Estos desarrollos prometen terapias más efectivas y menos invasivas, mejorando el tratamiento de diversas enfermedades.

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Referencias

S. Ulrich E., Fundamentals of photophysics, photochemistry and photobiology. 2014.

R. Ackroyd, C. Kelty, N. Brown, and M. Reed, “The History of Photodetection and Photodynamic Therapy,” Photochem. Photobiol., vol. 74, no. 5, p. 656, 2001, doi: 10.1562/0031-8655(2001)074<0656:thopap>2.0.co;2.

R. R. Allison, G. H. Downie, R. Cuenca, X. H. Hu, C. J. H. Childs, and C. H. Sibata, “Photosensitizers in clinical PDT,” Photodiagnosis Photodyn. Ther., vol. 1, no. 1, pp. 27–42, 2004, doi: 10.1016/S1572-1000(04)00007-9.

D. H. Sliney, “What is light? the visible spectrum and beyond,” Eye, vol. 30, no. 2, pp. 222–229, 2016, doi: 10.1038/eye.2015.252.

A. P. Castano, T. N. Demidova, and M. R. Hamblin, “Mechanisms in photodynamic therapy: part one—photosensitizers, photochemistry and cellular localization,” Photodiagnosis Photodyn. Ther., vol. 1, no. 4, pp. 279–293, Dec. 2004, doi: 10.1016/S1572-1000(05)00007-4.

A. M. Rkein and D. M. Ozog, “Photodynamic therapy,” Dermatol. Clin., vol. 32, no. 3, pp. 415–425, 2014, doi: 10.1016/j.det.2014.03.009.

G. K. Couto, F. K. Seixas, B. A. Iglesias, and T. Collares, “Perspectives of photodynamic therapy in biotechnology,” J. Photochem. Photobiol. B Biol., vol. 213, no. October, p. 112051, 2020, doi: 10.1016/j.jphotobiol.2020.112051.

J. Flórez, La Farmacología: concepto y objetivos. 1997. [Online]. Available: http://hdl.handle.net/123456789/29180

J. Morschhäuser, “Regulation of multidrug resistance in pathogenic fungi,” Fungal Genet. Biol., vol. 47, no. 2, pp. 94–106, Feb. 2010, doi: 10.1016/j.fgb.2009.08.002.

D. I. Loaiza-Toscuento, D. Vazquez-Dominguez, A. P. Texis-Espinosa, J. C. Ramírez-San-Juan, R. Ramos-García, and T. Spezzia-Mazzocco, “The Impact of Methylene Blue in Antimicrobial Photodynamic Therapy Against Different Candida Species and Its Synergy with Fluconazole,” Opt. Pura y Apl., vol. 57, no. 1, pp. 1–12, 2024, doi: 10.7149/OPA.57.1.51159.

A. Johansson, J. Axelsson, S. Andersson-Engels, and J. Swartling, “Realtime light dosimetry software tools for interstitial photodynamic therapy of the human prostate,” Med. Phys., vol. 34, no. 11, pp. 4309–4321, 2007, doi: 10.1118/1.2790585.

C. Sheng, B. W. Pogue, E. Wang, J. E. Hutchins, and P. J. Hoopes, “Assessment of Photosensitizer Dosimetry and Tissue Damage Assay for Photodynamic Therapy in Advanced-stage Tumors¶,” Photochem. Photobiol., vol. 79, no. 6, p. 520, 2004, doi: 10.1562/mu-03-33.1.

J. L. Sandell and T. C. Zhu, “A review of in-vivo optical properties of human tissues and its impact on PDT,” J. Biophotonics, vol. 4, no. 11–12, pp. 773–787, 2011, doi: 10.1002/jbio.201100062.

V. V Tuchin, “5. V. V. Tuchin, Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis,” J. Biomed. Photonics Eng, vol. 1, no. 1, pp. 495–515, 2015.

J. A. Kim, D. J. Wales, and G. Z. Yang, “Optical spectroscopy for in vivo medical diagnosis — A review of the state of the art and future perspectives,” Prog. Biomed. Eng., vol. 2, no. 4, 2020, doi: 10.1088/2516-1091/abaaa3.

G. Gunaydin, M. E. Gedik, and S. Ayan, “Photodynamic Therapy—Current Limitations and Novel Approaches,” Front. Chem., vol. 9, no. June, pp. 1–25, 2021, doi: 10.3389/fchem.2021.691697.

G. Thenuwara, J. Curtin, and F. Tian, “Advances in Diagnostic Tools and Therapeutic Approaches for Gliomas: A Comprehensive Review,” Sensors, vol. 23, no. 24, pp. 1–47, 2023, doi: 10.3390/s23249842.

B. Liu, T. J. Farrell, and M. S. Patterson, “A dynamic model for ALA-PDT of skin: Simulation of temporal and spatial distributions of ground-state oxygen, photosensitizer and singlet oxygen,” Phys. Med. Biol., vol. 55, no. 19, pp. 5913–5932, 2010, doi: 10.1088/0031-9155/55/19/019.

J. Li, S. C. Warren-Smith, R. A. McLaughlin, and H. Ebendorff-Heidepriem, “Single-fiber probes for combined sensing and imaging in biological tissue: recent developments and prospects,” Biomed. Opt. Express, vol. 15, no. 4, p. 2392, 2024, doi: 10.1364/boe.517920.

H. Huang, R. D. Kamm, and R. T. Lee, “Cell mechanics and mechanotransduction: Pathways, probes, and physiology,” Am. J. Physiol. - Cell Physiol., vol. 287, no. 1 56-1, pp. 1–11, 2004, doi: 10.1152/ajpcell.00559.2003.

C. T. Mierke, “Viscoelasticity, Like Forces, Plays a Role in Mechanotransduction,” Front. Cell Dev. Biol., vol. 10, no. February, pp. 1–58, 2022, doi: 10.3389/fcell.2022.789841.

C. Zhu, G. Bao, and N. Wang, “Cell mechanics: Mechanical response, cell adhesion, and molecular deformation,” Annu. Rev. Biomed. Eng., vol. 2, no. 2000, pp. 189–226, 2000, doi: 10.1146/annurev.bioeng.2.1.189.

D. Kessel and N. L. Oleinick, “Cell Death Pathways Associated with Photodynamic Therapy: An Update,” Photochem. Photobiol., vol. 94, no. 2, pp. 213–218, 2018, doi: 10.1111/php.12857.

K. Volke, I. Ricárdez, and R. Ramos, “Pinzas ópticas: las delicadas manos de la luz,” Rev. Cienc., p. 25, 2007, [Online]. Available: https://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/944

G. Pesce, P. H. Jones, O. M. Maragò, and G. Volpe, Optical tweezers: theory and practice, vol. 135, no. 12. Springer Berlin Heidelberg, 2020. doi: 10.1140/epjp/s13360-020-00843-5.

L. M. Baltazar, A. Ray, D. A. Santos, P. S. Cisalpino, A. J. Friedman, and J. D. Nosanchuk, “Antimicrobial photodynamic therapy: An effective alternative approach to control fungal infections,” Front. Microbiol., vol. 6, no. MAR, pp. 1–11, 2015, doi: 10.3389/fmicb.2015.00202.

J. Ríos et al., “Terapia fotodinámica antimicrobiana sobre Candida albicans en superficies acrílicas de prótesis dentales. Estudio in vitro,” Rev. Eugenio Espejo, vol. 16, no. 3, pp. 72–82, 2022, doi: 10.37135/ee.04.15.08.

L. do Prado-Silva, G. T. P. Brancini, G. Ú. L. Braga, X. Liao, T. Ding, and A. S. Sant’Ana, “Antimicrobial photodynamic treatment (aPDT) as an innovative technology to control spoilage and pathogenic microorganisms in agri-food products: An updated review,” Food Control, vol. 132, p. 108527, 2022, doi: 10.1016/j.foodcont.2021.108527.

D. B. Tada and M. S. Baptista, “Photosensitizing nanoparticles and the modulation of ROS generation,” vol. 3, no. May, pp. 1–14, 2015, doi: 10.3389/fchem.2015.00033.

J. Karges, D. Díaz-García, S. Prashar, S. Gómez-Ruiz, and G. Gasser, “Ru(II) Polypyridine Complex-Functionalized Mesoporous Silica Nanoparticles as Photosensitizers for Cancer Targeted Photodynamic Therapy,” ACS Appl. Bio Mater., vol. 4, no. 5, pp. 4394–4405, 2021, doi: 10.1021/acsabm.1c00151.

A. Bekmukhametova, H. Ruprai, J. M. Hook, D. Mawad, J. Houang, and A. Lauto, “Photodynamic therapy with nanoparticles to combat microbial infection and resistance,” Nanoscale, vol. 12, no. 41. pp. 21034–21059, 2020. doi: 10.1039/d0nr04540c.

R. Lozano-Rosas, R. Ramos-Garcia, M. F. Salazar-Morales, M. J. Robles-Águila, and T. Spezzia-Mazzocco, “Evaluation of antifungal activity of visible light-activated doped TiO2 nanoparticles,” Photochem. Photobiol. Sci., no. 0123456789, Apr. 2024, doi: 10.1007/s43630-024-00557-y.

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