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Ricerche

Luce come medicina?

Luce come medicina?Chukuka S. Enwemeka, Decano della Facoltà di Scienze della Salute dell’UWM, conduce un esperimento con il socio di ricerca Daniela Masson-Meyers. Enwemeka è conosciuto a livello internazionale per il suo lavoro con la fototerapia. Tra le sue scoperte: la luce blu in una certa lunghezza d'onda uccide il "superbatterio" Staphylococcus aureus resistente agli antibiotici. (Foto di Troye Fox)La sclerosi multipla (SM) provoca paralisi progressiva, distruggendo le cellule nervose e il midollo spinale. Essa interrompe la visione, l'equilibrio e persino la possibilità di pensare.


Su suggerimento di un collega, Jeri-Anne Lyons ha deciso di testare come risponde la malattia ad una terapia radicale: l'esposizione ad una certa lunghezza d'onda della luce chiamata vicino infrarosso (NIR).


"Mai, nemmeno in un milione di anni, avrei pensato che avrebbe funzionato", dice la Lyons, professore associato di scienze biomediche alla University of Wisconsin-Milwaukee (UWM), che studia il ruolo della risposta immunitaria nella SM. Ma é successo. Dei topi con sintomi precoci di tipo SM sono stati trattati con l'esposizione alla luce NIR per una settimana, alternata con una settimana di assenza di luce. La condizione clinica dei topi é migliorata.


Il professore Janis Eells, che ha condiviso l'idea con la Lyons, ha avuto la stessa reazione iniziale dopo aver usato la terapia NIR sui topi per curare la cecità causata da avvelenamento, una condizione ritenuta permanente. Ripetendo più volte gli esperimenti, ha trovato che alcune dosi di luce NIR permettono agli animali da laboratorio di riconquistare la vista.


Gli scienziati sanno da anni che alcune lunghezze d'onda della luce, possono guarire in certe dosi, ma solo ora stanno scoprendo esattamente come funziona, grazie in gran parte a tre ricercatori della facoltà della UWM, che comprendono Chukuka S. Enwemeka, Decano della Facolta' di Scienze della Salute dell'UWM, noto a livello internazionale per il suo lavoro in fototerapia. Enwemeka studia gli effetti sia della NIR che della luce blu dello spettro visibile sulla guarigione delle ferite. Tra le sue scoperte c'è anche che alcune lunghezze d'onda della luce blu possono cancellare le infezioni resistenti; anche la MRSA, la forma resistente agli antibiotici del "superbatterio" Staphylococcus aureus.


Insieme, il gruppo della UWM ha scoperto che la NIR e al luce blu riparano il tessuto in modo radicalmente diverso, ma entrambi agiscono sullo stesso enzima nel centro di approvvigionamento energetico della cellula: i mitocondri. Gli studi hanno rivelato informazioni chiave per la gestione degli effetti dell'invecchiamento e delle malattie.

 

Una guardia del corpo

Come fa la luce a compiere tali prodigi? Nell'applicare la terapia della luce NIR sulla SM, la Lyons ha identificato il tempo e la dose giusti. Ma ha anche scavato più in profondità, analizzando l'effetto della luce sulle attività dei geni dell'animale. Si é scoperto che le molecole che peggiorano la malattia risultano indebolite dall'esposizione alla luce, e sono rafforzati al contrario i responsabili del miglioramento.


Eells dice che la luce NIR agisce sui mitocondri e su un particolare enzima, il citocromo C ossidasi, per stimolare la riparazione delle cellule. La luce può fare tutto questo? "Non stiamo parlando di luce bianca [l'unione di tutte le lunghezze d'onda nello spettro visibile] come trattamento, ma solo determinate lunghezze d'onda, ad una certa intensità, per un certo periodo di tempo", dice la Lyons. "Come per i farmaci, è tutta una questione di dosi".


Determinare la migliore lunghezza d'onda della luce per la fototerapia è un compito difficile. Gli studi dimostrano che la luce a 670 nanometri (nm) e a 830 nm è utile, ma a 730 nm non lo è più. L'altro compito difficile è determinare la dose appropriata e il regime posologico per la somministrazione della luce.

 

Filoni promettenti

Ancora più interessante è il potenziale della fototerapia per migliorare una serie di altre malattie degenerative. I mitocondri danneggiati portano ad un aumento di "radicali liberi" distruttivi, che svolgono un ruolo chiave nel processo di invecchiamento e nel cancro. "E' per questo che cerchiamo di mettere gli antiossidanti nella nostra dieta", dice la Lyons, "per combattere questo processo".


Una fonte di radicali liberi viene dall'infiammazione causata dalla risposta immunitaria del corpo. I ricercatori hanno scoperto che, dopo che un infortunio o una malattia innescano la risposta immunitaria, la luce NIR rimette a posto i mitocondri in modo che funzionino di nuovo normalmente. "La NIR riduce l'infiammazione", spiega Eells. "Se si attenua l'infiammazione in una malattia degli occhi, come la retinite pigmentosa, si rallenta la progressione della malattia".


Una osservazione simile con l'infiammazione é avvenuta in uno studio sulle piaghe da decubito resistenti, aggiunge. Le ferite trattate con fototerapia sono guarite due volte e mezzo più velocemente delle ferite non trattate. "Le ferite croniche che non guariscono sono 'bloccate' nella fase infiammatoria della guarigione della ferita. La luce rimuove l'ostacolo", dice Eells che ha lavorato con Tim Kern alla Case Western Reserve nel trattamento di un modello animale di retinopatia diabetica con luce NIR, che ha dimostrato di rallentare la progressione e di ridurre la gravità della condizione. Kern spera di avviare una sperimentazione clinica in un prossimo futuro.

 

Un killer

La luce NIR guarisce inducendo il citocromo ossidasi a legarsi con l'ossigeno per attivare i protettori e stimolare il metabolismo cellulare. La luce blu, invece, provoca un ambiente tossico quando viene attivata la risposta immunitaria. Tale effetto velenoso affretta la guarigione delle ferite topiche uccidendo i batteri che causano le infezioni.


La domanda è: "Che cosa dà l'effetto antibiotico alla luce nella maggiore lunghezza d'onda?". Gli studi di Enwemeka suggeriscono che la luce blu agisce anche sul sito enzimatico mitocondriale, ma permette al citocromo ossidasi di legarsi con l'ossido nitrico, un radicale libero elevato nella risposta immunitaria. E' un abbinamento che avvelena l'invasore.


Questa teoria è ancora da provare, ma la terapia ha raggiunto risultati innegabili in laboratorio con MRSA resistenti agli antibiotici. Enwemeka ha dimostrato che una dose di irradiazione uccide fino al 92 per cento di due ceppi di MRSA pervasivi. Si sta lavorando per migliorare la percentuale di successo inducendo la luce a penetrare più in profondità per finire anche le poche colonie che sopravvivono all'irradiazione.

 

Janis Eells (left) e Jeri-Ann LyonsJanis Eells (a sinistra) e Jeri-Ann Lyons, professore e professoressa associata di scienze biomediche alla UWM, irradiano cellule con luce NIR, che ha dimostrato di avere effetti benefici sulla funzione cellulare. (Credit: Troye Fox, UWM Photo Services)Disponibilità limitata

Enwemeka sta conducendo uno sforzo di ricerca in Brasile ed alla UWM sperando di arrivare all'uso clinico delle luci NIR e blu negli Stati Uniti per il trattamento di ferite. Nei sei anni da quando gli è stato chiesto di verificare gli effetti della luce blu sulla MRSA, dice, la ricerca sul tema è cresciuta. Ma, attualmente, la US Food and Drug Administration (FDA) non ha autorizzato l'uso della luce blu per il trattamento di ferite, o della luce NIR per condizioni diverse da ferite e dolore.


Con così tanto successo, perché la fototerapia non è utilizzata di più? "E' considerata una terapia alternativa alla medicina occidentale. Sembra troppo semplice perché le persone l'accettino", dice la Lyons.


Quello che sta aspettando la FDA, dice Enwemeka, è la conferma da uno studio clinico su larga scala prima di approvare la fototerapia per una gamma più ampia di disturbi. E' qualcosa che Enwemeka ed Harry Whelan, ex-alunno dell'UWM e medico-ricercatore del Medical College of Wisconsin, sono determinati ad eseguire. "Vedere le persone che non avevano avuto sollievo [in altri modi] osservare le loro ferite che guariscono e non tornare", dice Enwemeka dei pazienti brasiliani che hanno tratto beneficio dalla terapia, "è molto toccante".

 

 

 

 

 


Fonte: University of Wisconsin - Milwaukee.

Pubblicato da Laura L. Hunt in uwm.edu (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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