A experimentação ajudou a desmistificar, legitimar e simplificar os usos médicos para a terapia de luz há muito conhecida, mas pouco compreendida.
A luz pode ajudar uma ferida a cicatrizar mais rapidamente? Aliviar a dor? Evitar a perda de visão?
Embora décadas de estudos indiquem que pode – incluindo uma extensa pesquisa financiada pela NASA – a crescente evidência nem sempre chamou a atenção que se poderia esperar para uma descoberta tão impressionante.
Isso po
de ser porque a ciência por trás disso não foi bem compreendida. Por exemplo, embora um médico dinamarquês tenha recebido um Prêmio Nobel em 1903 por descobrir que a exposição à luz vermelha concentrada acelerava a cicatrização de feridas, ele permaneceu relutante em colocá-lo em prática sem entender por que funcionava.
Uma barreira maior para a aceitação, no entanto, provavelmente foi que ela simplesmente soa inacreditável.
Em um artigo de 1989 sobre os benefícios para a saúde da luz laser de baixa potência, a biofísica Tiina Karu observou que o tratamento parecia "altamente incrível e até misterioso". Além disso, ela escreveu, sua eficácia contra muitas doenças diferentes só aumentou as dúvidas, criando a aparência de uma proverbial panaceia de óleo de cobra.
Karu levantou a hipótese de que a luz vermelha tratou muitas aflições porque melhorou a função celular geral, estimulando as mitocôndrias que impulsionam o metabolismo nas células animais. Isso aceleraria a produção de células e aliviaria o estresse oxidativo, um fator que causa inflamação e sintomas do envelhecimento e, finalmente, contribui para diabetes, câncer, doenças neurodegenerativas e outras doenças.
Hoje, acredita-se que os comprimentos de onda vermelho e infravermelho são absorvidos pela citocromo C oxidase, uma enzima chave no metabolismo celular, e provavelmente por outros produtos químicos sensíveis à luz, desencadeando uma cascata de efeitos dentro da célula.
Karu e outros começaram a suspeitar que a luz laser "uniforme" provavelmente não era necessária para produzir efeitos benéficos, mas foi a NASA que finalmente respondeu a essa pergunta depois que a agência espacial tropeçou nela acidentalmente.
LEDs para plantas, depois para pessoas
No final da década de 1980, o engenheiro Ron Ignatius trabalhou em uma empresa que fez parceria com o Wisconsin Center for Space Automation and Robotics (WCSAR), que foi financiado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama. À medida que a tecnologia de diodo emissor de luz (LED) entrou no mercado comercial, Ignatius trabalhou com a WCSAR para estudar essa nova iluminação para plantas em crescimento no espaço. Em 1989, Ignatius fundou a Quantum Devices Inc., e o financiamento da Small Business Innovation Research (SBIR) da NASA pagou à empresa para completar uma unidade de crescimento de plantas de LED que cultivava batatas no ônibus espacial em 1995.
Mas a pesquisa teve um efeito colateral. Os LEDs eram vermelhos e azuis porque estes são os comprimentos de onda de luz mais eficientes para conduzir a fotossíntese, e os cientistas da NASA que passaram algum tempo trabalhando com as mãos sob a iluminação descobriram que as abrasões em suas mãos pareciam curar mais rápido do que o normal.
Foi assim que a NASA tropeçou no mundo da terapia de luz médica. A agência viu uma possível solução para um problema de longa data das viagens espaciais: sem gravidade, os músculos e ossos dos astronautas atrofiam e quaisquer feridas cicatrizam lentamente, o que coloca em risco as missões.
Inácio também se interessou por possíveis usos médicos para LEDs. Quando soube que Harry Whelan, neurologista da Faculdade de Medicina de Wisconsin, estava investigando aplicações médicas da luz, ele entrou em contato.
Entre 1995 e 2003, uma série de oito contratos SBIR da NASA, a maioria de Marshall, financiou experimentos em usos médicos de LEDs, realizados entre a Quantum Devices, a Faculdade de Medicina de Wisconsin e algumas outras entidades.
A luz laser infravermelha próxima foi recentemente mostrada para acelerar a cicatrização de feridas - particularmente aquelas que estavam famintas por oxigênio - aumentando a produção de proteínas do fator de crescimento, colágeno e vasos sanguíneos. Mas os lasers tinham desvantagens, disse Helen Stinson, que supervisionou o trabalho como engenheira sênior no Departamento de Sistemas de Veículos e Naves Espaciais da Marshall. "Com os lasers, você tem que ter cuidado para não danificar o tecido circundante, e eles também usam muita energia e são caros", disse Stinson.
Além de resolver esses problemas, as matrizes de LED também podem ser projetadas para emitir vários comprimentos de onda e podem cobrir uma área maior do que um laser.
Tratamentos leves provam a si mesmos
Através da experimentação, os pesquisadores mostraram que os LEDs vermelhos e infravermelhos próximos de alta intensidade aceleraram significativamente a cicatrização de feridas privadas de oxigênio em ratos e também aceleraram o crescimento e a proliferação de culturas de pele, ossos e células musculares de camundongos e ratos. A equipe forneceu dispositivos LED para tripulações da Marinha dos EUA para tratamento de ferimentos de treinamento. Estes produziram mais de 40% maior melhoria nas lesões musculoesqueléticas e um tempo de cicatrização 50% mais rápido para lacerações, em comparação com os grupos de controle.
Naquela época, Whelan e seus colegas mostraram que a irradiação com as matrizes de LED vermelho da Quantum Devices impediu que o metanol causasse cegueira em ratos, levando-os a sugerir a terapia de luz como um tratamento para doenças da retina do glaucoma à degeneração macular relacionada à idade.
Com financiamento militar adicional, a Quantum Devices avançou essa tecnologia como o portátil WARP 10 – para Recuperação Acelerada de Combatentes por Fotobiomodulação – para tratar dor, inflamação e ferimentos leves em militares. A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA liberou seu uso para o alívio temporário de pequenas dores musculares e articulares, artrite e espasmos musculares. A empresa comercializou o dispositivo e o seguiu em 2007 com o maior e mais avançado WARP 75.
A parceria da Quantum Devices com a NASA e a Faculdade de Medicina de Wisconsin, juntamente com a Universidade do Alabama em Birmingham, culminou com um ensaio clínico usando o WARP 75 para tratar com sucesso feridas agudas que se formam nas membranas mucosas dos pacientes após poderosas doses de radiação e quimioterapia que os preparam para transplantes de medula óssea.
Surge uma indústria
Dois anos após a morte de Inácio em 2011, a Quantum Devices deixou o campo dos LEDs médicos, e a NASA acabou não usando a tecnologia no espaço. Até então, no entanto, a pesquisa financiada pela NASA havia dado origem a uma multidão crescente de empresas comercializando a técnica.
Nem todos esses dispositivos, no entanto, são iguais, disse Robin Schumacher, que lidou com o marketing da Quantum Devices durante os anos do WARP. "O WARP ainda é uma tecnologia melhor do que 99% do que está no mercado hoje", disse Schumacher, observando que os dispositivos usaram construção avançada para produzir eficientemente irradiância intensa e uniformemente distribuída em comprimentos de onda específicos sem calor perigoso.
E a pesquisa iniciada pela NASA não apenas avançou a compreensão dos cientistas sobre a capacidade de diferentes comprimentos de onda de penetrar no corpo e provocar respostas celulares, mas também incluiu algumas das primeiras experimentações sobre a otimização de doses com diferentes níveis de intensidade e tempos de tratamento, disse Schumacher.
Dispositivos que não são construídos com base nesse conhecimento "são apenas lâmpadas", disse ela.
Após a morte de Ignatius, Schumacher começou a trabalhar na Multi Radiance Medical Inc. de Solon, Ohio, que produz dispositivos de terapia de luz para fisioterapia, medicina esportiva, aplicações veterinárias e muito mais. A empresa foi fundada em 2006 e incorporou muitas das descobertas da NASA e parceiros.
Os dispositivos Multi Radiance agora combinam laser superpulsado simultâneo e luz LED, disse Doug Johnson, vice-presidente sênior de assuntos clínicos e científicos da empresa, explicando que os pulsos rápidos de laser criam um efeito acústico no tecido que aumenta a penetração da luz LED.
Antes do envolvimento da NASA, os dispositivos de terapia de luz eram inteiramente baseados em laser, tornando-os inseguros para uso doméstico, disse Johnson. "Então só estava disponível em clínicas. A NASA o tornou simples, acessível, fácil de usar e seguro."
Dispositivos menores, maior alcance
As empresas estão fabricando dispositivos grandes e estacionários para clínicas, mas como a empresa começou a seguir o exemplo WARP com dispositivos portáteis sem fio por volta de 2010, ela foi capaz de se mudar para o mercado doméstico e aplicações veterinárias. "Se você está tratando um cavalo em um celeiro, você não pode ter cabos e conectar um console", apontou Johnson. Alguns dos dispositivos veterinários da empresa também usam luz azul para tratar infecções e outras aplicações antibacterianas, que a FDA ainda não liberou para uso em pessoas.
Os negócios da empresa agora estão divididos igualmente entre dispositivos domésticos e as unidades estacionárias ainda usadas por médicos, treinadores atléticos, fisioterapeutas e quiropráticos. Os dispositivos variam de acordo com a área de cobertura, nível de potência e combinação de comprimento de onda, e alguns adicionam estimulação elétrica ou campos magnéticos para aumentar a absorção de luz. As aplicações humanas são principalmente para alívio da dor, inflamação e rigidez.
Ele creditou a NASA com o avanço e popularização do campo, tendo uma chance em um possível tratamento para inibir a cura e atrofia no espaço. "Não foi até que a NASA deu uma olhada dura e disse que poderia funcionar que você começou a ver o desenvolvimento comercial", disse Johnson. "Eles foram atrás de algo que ninguém poderia tratar e encontraram algo tão simples e fácil que é incrível."