Study of methods to control variables that effect photodynamic therapy using porphyrin precursors (ALA/MAL) for the treatment of Acnes vulgaris

Acne vulgar e uma doenca mutifatorial que acomete principalmente a glandula sabacea. A terapia fotodinamica (PDT, do ingles photodynamic therapy**) com drogas precursoras da porfirina(acido aminolevulinico, ALA** e seu metil ester, MAL**)e um metodo alterantivo promissor. A ativacao da PDT depende da interacao entre o fotossensibilizante, oxigenio e a energia da luz por isso, os resultados clinicos e os efeitos adversos sao consequentes da combinacao dessas variaveis. A destruicao seletiva das glandulas sebaceas pela PDT e limitada pela absorvicao da droga e da penetracao da luz. OBJETVOS: O objetivo geral deste trabalho e melhorar o tratamento da acne vulgar, atraves do estudo das variaveis que afetam a PDT utilizando drogas percursoras da porfirina ALA e MAL. Tres experimentos foram realizados para avaliar: (1) tempos de incubacao da droga; (2) vias de administracao dos fotossensibilizantes po; (a) injecao intradermica e (b) canais criados por laser fracionado ablatico (AFR**). Por ultimo, (3) verificou-se o efeito da luz no acumulo seletivo do fotossenbilizador in vitro, in vivo e em um estudo clinico piloto para o tratamento da acne. MATERIAIS E METODOS: Os estudos in vivo foram realizados em suinos. Quando aplicada, a PDT foi ativada com luz vermelha(635nm, 200 J/cm², 100mW/cm²). (1) Biopsias foram realizadas a cada 15min ate 180 min apos a aplicacao topica do ALA 20%. (2a) Diluicoes da ALA de 0,0005-1% foram injetadas na pele, seguido de biopsias apos 3hs de incubacao e imediatamente apos o PDT.(2b) O MAL 16.8% foi aplicado imediatamente apos a criacao de microcanal unico com AFR, seguido de biopsias apos 3hs. (3) Foram utilizadas culturas de queratinocitos incubados com 500 &#956;M de ALA por 3 horas e irradiados com doses diferentes de luz azul (415nm).Um estudo semelhantes em suinos e um estudo clinico piloto de acne em meia faceforam realizados apos aplicacao topica de ALA 20%. RESULTADOS: (1) Houve um aumento significativo na fluorescencia epidermica iniciando 15 minutos apos a aplicacao topica de ALA 20%. De 30 a 120 minutos, a epiderme, foliculos pilosos, e as glandulas sebaceas tornaram-se progressivamente masi fluorescentes com intensidade maxima apos 75-180 minutos.. (2a) Concentracoes de ALA>/=0,25%, seguidoas da PDT causou uma potente reacao vascular, enquanto que concentracao moderadas (~0,06%) atingiram seletivamente as glandula endocrinas. Baixas doses ( < / =0,016%) causaram necrose seletiva da gordura. (2b)AFR seguido por aplicacao do MAL aumentou a capatacao da droga detectada pela fluorescencia de porfirinas, sendo que significativamente maior em foliculos pilosos (0<0,0011) e derme (p<0,0433) entre 120 a 1.800 um de profundidade com difusao radial em ate 1.500 &#956;m (3) in vitro, o limiar de inibicao do acumulo de porfirinas pela luz azul foi de cerca de 0,04mW/cm², nao associada a dano celular. Houve reducao do acumulo de porfirinas e do sefeitos adversos da PDT observadas nos estudos pre-clinicos e no estudo clinicos piloto. Neste observou-se a remissao prolongada da acne por seis meses. CONCLUSAO: Muitas variaveis podem afetar o tratamento da acne comPDT. A manupilacao do tempo incubacao e injecao de diferentes solucoes de ALA pode ser utilizadas para direcionar o dano histologico da pele. A injecao intradermica do ALA pode produzir fototoxidade intensa com risco de necrose cutanea grave apos PDT, sendo ate 100 vezes mais potente que o ALA topico. Similarmente a criacao de microcanais pelo laser ablativo e um novo metodo eficaz de administracao de drogas. Outra descoberta desta pesquisa foi o efeito inibitorio da luz no acumulo de porfirinas e na PDT quando aplicada durante o metabolismo do ALA. A esse novo fenomeno chamamos i-PDT (PDT inibitoria). Em suma, a compreensao e controle das variaveis envolvidas na PDT com ALA ou MAL sao fundamentais para o desenvolvimento de novos tratamentos. Atraves do controle seletivo da PDT, os resultados destes estudos podem parcialmente criar novas opcoes de tratamento, nao somente acne, como de outras doencas. ** Algumas abreviacoes foram mantidas na lingua inglesa para manter coerencia com as figuras publicadas dos artigos em ingles; pelo uso cientifico consagrado; ou pela falta de termo na lingua portuguesaBV UNIFESP: Teses e dissertaçõe

Fractional CO2 Laser-Assisted Drug Delivery

Background and Objectives: Ablative fractional resurfacing (AFR) creates vertical channels that might assist the delivery of topically applied drugs into skin. the purpose of this study was to evaluate drug delivery by CO2 laser AFR using methyl 5-aminolevulinate (MAL), a porphyrin precursor, as a test drug.Materials and Methods: Two Yorkshire swine were treated with single-hole CO2 laser AFR and subsequent topical application of MAL (Metvix(R), Photocure ASA, Oslo, Not-way), placebo cream and no drug. MAL-induced porphyrin fluorescence was measured by fluorescence microscopy at skin depths down to 1,800 mu m. AFR was performed with a 10.6 mu m wavelength Prototype CO2 laser, using stacked single pulses of 3 millisecond and 91.6 mJ pet, pulse.Results: AFR created cone-shaped channels of approximately 300 mu m diameter and 1,850 mu m depth that were Surrounded by a 70 mu m thin layer of thermally coagulated dermis. There was no porphyrin fluorescence in placebo cream or untreated skin sites. AFR followed by MAL application enhanced drug delivery with significantly higher porphyrin fluorescence of hair follicles (P < 0.0011) and dermis (P < 0.0433) versus MAL alone at skin depths of 120, 500, 1,000, 1,500, and 1,800 pro. AFR before MAL application also enhanced skin surface (epidermal) porphyrin fluorescence. Radial diffusion of MAL from the laser-created channels into surrounding dermis was evidenced by uniform porphyrin fluorescence up to 1,500 mu m from the holes (1,000, 1,800 mu m depths). Skin massage after MAL application did not affect MAL-induced porphyrin fluorescence after AFR.Conclusions: Ablative fractional laser treatment facilitates delivery of topical MAL deeply into the skin. for the conditions of this study, laser channels approximately 3 mm apart followed by MAL application could produce porphyrins throughout essentially the entire skin. AFR appears to be a clinically practical means for enhancing uptake of MAL, a photodynamic therapy drug, and presumably many other topical skin medications. Lasers Surg. Med. 42:113-122, 2010. (C) 2009Wiley-Liss, Inc.Harvard Univ, Sch Med, Massachusetts Gen Hosp, Wellman Ctr Photomed, Boston, MA 02114 USAUniv Copenhagen, Dept Dermatol, Bispebjerg Hosp, DK-2400 Copenhagen, DenmarkUniversidade Federal de São Paulo, Dept Dermatol, Escola Paulista Med, BR-04023900 São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Dermatol, Escola Paulista Med, BR-04023900 São Paulo, BrazilWeb of Scienc