Jornal da USP
30/04/2022

Com a mesma segurança do ultrassom diagnóstico convencional é possível obter, por exemplo, imagens da vascularização de tecidos, podendo ainda utilizar nano-agentes de contraste, facilitadores de diagnóstico de câncer – Foto: Pixabay

Uma nova tecnologia promete aumentar o bem-estar dos pacientes oncológicos em exames de imagem para fins diagnósticos ou de acompanhamento de tratamentos. A imagem fotoacústica é de tipo híbrido, uma vez que combina laser e ultrassom para visualizar o interior do corpo, e surge como alternativa não-invasiva aos métodos convencionais. Na maioria de suas aplicações, a fotoacústica não necessita contraste e tampouco usa radiação ionizante. Além disso, o equipamento é portátil e apresenta custo inferior quando comparado a outras técnicas de imagem como, por exemplo, a ressonância magnética.

O pesquisador Diego Ronaldo Thomaz Sampaio, ex-aluno de doutorado do departamento de Física da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP orientado pelo professor Theo Zeferino Pavan, participou da elaboração dos estudos como coautor. Ele explica ao Jornal da USP que a técnica é baseada em ondas acústicas produzidas em resposta a absorção de pulsos de luz pelos tecidos. As imagens fotoacústicas podem apresentar qualidade comparável às de ressonância magnética e tomografia computadorizada, mas dispensam o uso de contraste e de radiação ionizante, que podem causar efeitos adversos à saúde de pacientes.

Três artigos publicados nas revistas cientificas IEEE Transactions on Medical ImagingPhotoacoustics e Nature Communications contaram com a participação de Diego Sampaio e buscaram estudar diferentes aplicações da imagem fotoacústica. Todos os estudos foram realizados em parceria com o University of Texas MD Anderson Cancer Center localizado na cidade de Houston, nos Estados Unidos, com suporte do programa de Bolsa de Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Durante esse estágio no exterior, Diego Sampaio teve como supervisor o professor Richard Robert Bouchard.

O primeiro deles, disponível aqui, tinha como objetivo avaliar o nível da saturação de oxigênio no sangue com o intuito de aprimorar essa medição para o futuro uso em atendimentos e triagens. Usando simulação computacional para imitar algumas características físicas e químicas do tecido humano, foi possível aperfeiçoar a imagem fotoacústica e reduzir a taxa de erro dessa estimativa de aproximadamente 10% para 3%, uma diferença relevante segundo o pesquisador.

Os melhores resultados foram obtidos na camada mais superficial da pele, devido à menor dissipação da luz. Em estudos oncológicos in vivo, a técnica também permitiu identificar as regiões mais afetadas pelo câncer, uma vez que o tecido tumoral apresenta carência de oxigênio, a chamada hipóxia, e que pode ser avaliada na imagem fotoacústica.

“Trabalhamos com uma frente de simulações computacionais para estimar a perda de luz a partir de conhecimentos que adquirimos em experimentos prévios”, comenta Sampaio sobre a diminuição do erro nas medições.

Outro artigo buscou medir a saturação de oxigênio na medula óssea de roedores com leucemia. Mesmo sem o uso de agentes de contraste, a imagem teve boa qualidade e com o avanço da doença foi possível observar a evolução da hipóxia na medula. “Dessa forma, o acompanhamento da leucemia foi realizado por meio de imagens fotoacústicas obtidas ao longo da progressão da doença”, explica o pesquisador.

E uma terceira publicação utilizou nanotecnologia desenvolvida em Austin, nos Estados Unidos, com o PA Trace, um nano-agente de contraste de baixa citotoxicidade para células saudáveis, mas que foi projetado para se ligar às células de câncer de ovário. Com isso, foi possível acompanhar o volume tumoral e avaliar a biodistribuição do agente de contraste no tumor. Os resultados dessa pesquisa mostraram o grande potencial clínico da técnica e possibilitaram aumentar o contraste da imagem e a sensibilidade das medidas quantitativas em regiões mais profundas do corpo.

Vantagens da imagem fotoacústica

“Por ser uma técnica livre de radiação ionizante e, em alguns casos, de agentes de contraste, a imagem fotoacústica desponta como uma boa alternativa aos exames de imagens que não apresentam portabilidade ou que podem causar prejuízos a longo prazo”, comenta Sampaio.

O benefício poderá ser ainda maior em pacientes oncológicos ou que realizam tratamento de rotina: quanto maior a exposição à radiação e agentes de contraste, maior o risco de efeitos adversos. E além de ser uma opção com custo reduzido em relação à ressonância magnética, por exemplo, a fotoacústica é uma técnica portátil e, assim como a ultrassonografia, não necessita de grandes equipamentos de proteção nem suporte de insumos caros.

A imagem fotoacústica ainda não é amplamente usada na rotina clínica, exceto em alguns centros hospitalares de países da Europa, América do Norte e Ásia. No Brasil, não há perspectivas imediatas de uso da tecnologia na rotina clínica. Diego Sampaio comenta que o professor Theo Pavan é pioneiro no uso dessa técnica no Brasil e tem a visão de desenvolver a tecnologia para vir a ser utilizada em pesquisas em conjunto com o Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. “Ao redor do mundo há startups e iniciativas privadas que desenvolvem equipamentos que sugerem a implementação clínica da fotoacústica, mas, por enquanto, não está disponível para o uso em hospitais de atendimento ao público geral.”

Diego Sampaio espera que, em breve, a fotoacústica esteja disponível para fins de acompanhamento oncológico e diagnóstico ao redor do mundo e no País também.

Mais informações: e-mail diegothomaz@gmail.com, com Diego Ronaldo Thomaz Sampaio. [1]

[1] Texto de Gabriel Gama Teixeira.

Como citar este texto: Jornal da USP. Imagem fotoacústica pode transformar exames oncológicos com procedimento não-invasivo.  Texto de Gabriel Gama Teixeira. Saense. https://saense.com.br/2022/04/imagem-fotoacustica-pode-transformar-exames-oncologicos-com-procedimento-nao-invasivo/. Publicado em 30 de abril (2022).

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