Study of sonodynamic therapy for the treatment of cutaneous melanoma in an animal model

• Autor: Ponce Ayala, Erika Toneth
• Formato: tesis doctoral
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Superintendencia Nacional de Educación Superior Universitaria
• Repositorio: Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos - RENATI
• Lenguaje: portugués
• OAI Identifier: oai:repositorio.sunedu.gob.pe:20.500.14366/5595
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.14366/5595
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Terapia sonodinámica; Ácido 5-aminolevulínico; Protoporfirina IX; Melanoma cutáneo; Terapia fotodinámica; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#5.00.00

El melanoma cutáneo es una de las formas más agresivas y letales de cáncer de piel. Si bien la escisión quirúrgica sigue siendo el tratamiento estándar, en algunos casos puede ser subóptima e invasiva. Por ello, se están explorando estrategias terapéuticas alternativas, incluyendo terapias dinámicas como la terapia sonodinámica (TSD) y la terapia sonofotodinámica (TSFD). La TSD se basa en la interacción entre una molécula sonoactiva, conocida como sonosensibilizador (SS), y ultrasonidos de baja intensidad en un ambiente oxigenado. La TSFD, por otro lado, combina la terapia fotodinámica (TFD) con la TSD para mejorar la eficacia terapéutica mediante efectos sinérgicos. Tanto la TSD como la TSFD han demostrado potencial como tratamientos no invasivos contra el cáncer, como se ha demostrado en diversos estudios preclínicos, donde los efectos sonomecánicos y sonoquímicos, como el daño a las membranas de las células tumorales y la producción de especies reactivas de oxígeno (EROs), desempeñan un papel clave. Sin embargo, el potencial de la TSD y la TSFD para el tratamiento del melanoma cutáneo aún no se ha explorado. En este trabajo, se realizaron inicialmente dos estudios in vitro, seguidos de dos estudios in vivo. Los estudios in vitro tuvieron como objetivo investigar la interacción entre el ultrasonido de baja intensidad y varios sensibilizadores orgánicos bien establecidos y ampliamente reportados en la literatura, como la protoporfirina IX (PpIX), la clorina e6 (Ce6), el azul de metileno (MB) y la curcumina. Para este propósito, se evaluó la generación de dos tipos de especies reactivas de oxígeno (EROs) durante las acciones fotodinámicas, sonodinámicas y sonofotodinámicas, y se compararon los productos de degradación resultantes de las acciones fotodinámicas y sonodinámicas. La acción combinada indujo solo un ligero aumento en el rendimiento cuántico de oxígeno singlete (1O₂) de la terapia fotodinámica. Por lo tanto, concluimos que, bajo las condiciones experimentales y la metodología utilizadas en este estudio, es improbable que la generación de 1O₂ sea el mecanismo predominante subyacente a la TSFD, a diferencia de la terapia fotodinámica (TFD). Por otro lado, la generación de radicales hidroxilos (·OH) inducida por la acción fotodinámica se vio significativamente mejorada por el tratamiento combinado, lo que sugiere que la producción de ·OH es un mecanismo clave durante la SPDT. Finalmente, PpIX y Ce6 demostraron ser sonofotosensibilizadores más efectivos en comparación con las otras moléculas evaluadas. Los estudios in vivo tuvieron como objetivo evaluar los efectos de un protocolo terapéutico dinámico y clínicamente viable para el tratamiento de un modelo de melanoma intradérmico murino pigmentado utilizando una molécula sensibilizante orgánica libre. Con base en los resultados in vitro, se seleccionó el precursor de PpIX, el ácido 5- aminolevulínico (ALA). Inicialmente, se evaluó la vía de administración de ALA más eficiente para maximizar la deposición de PpIX en tumores de melanoma cutáneo en ratones. Finalmente, la SPDT se evaluó en este modelo a través de tres subestudios distintos: (1) aplicación de TSFD en tumores en dos estadios diferentes, estadio 1 (diámetro: 1-1,5 mm) y estadio 2 (diámetro: 2- 2,5 mm); (2) investigación de los posibles efectos sinérgicos de la combinación de TSD y TFD; y (3) comparación de dos métodos de administración de ultrasonidos: uno con gel de acoplamiento y otro con una guía de ondas cónica de aluminio. Según los resultados obtenidos, las vías de administración de ALA más eficaces fueron la inyección intratumoral con un periodo de incubación de 2 horas y la inyección intraperitoneal con un periodo de incubación de 3 horas. Esta última se eligió para las pruebas terapéuticas en ratones debido a la mejor distribución del sensibilizador en la región tumoral. El subestudio 1 demostró que la TSFD mediada por ALA tiene potencial terapéutico para el tratamiento de tumores en ambos estadios. En el subestudio 2, no se observaron efectos sinérgicos significativos con la combinaciónde TSD y TFD, lo que indica que, en las condiciones empleadas, la TSFD sola fue más eficaz para el tratamiento del melanoma cutáneo. Finalmente, el subestudio 3 reveló que, en tumores en estadio 2, tanto la guía de ondas como la aplicación directa de ultrasonidos mostraron una eficacia similar. Sin embargo, en el caso de tumores en estadio 1, la guía de ondas resultó ventajosa al enfocar las ondas ultrasónicas en pequeñas regiones tumorales, minimizando al mismo tiempo el daño al tejido sano circundante.