Terapia fotodinâmica (TFD) é uma modalidade terapêutica pouco invasiva e sem efeitos térmicos aprovada para o tratamento de doenças neoplásicas e vasculares proliferativas, capaz de produzir necrose tecidual seletiva através de administração de um fármaco fotossensibilizador seguido da aplicação de luz em comprimento de onda adequado. Na presença de luz o fotossensibilizador passa à forma ativada, e na presença de oxigênio molecular presente nas células, produz espécies reativas de oxigênio e oxigênio singleto que induzem as células alteradas à morte. O melhor entendimento dos mecanismos e da resposta celular à TFD, a disponibilidade de fontes de luz mais baratas, confiáveis e de fácil manuseio, bem como bons resultados em pesquisa clínica, dão credibilidade à técnica e a sua difusão na prática clínica. Estudos recentes em dosimetria têm mostrado melhores resultados terapêuticos com o fracionamento da dose de luz uma vez que permite a reoxigenação dos tecidos durante o período em que esse não está sendo iluminado. Neste estudo, investigou-se o dano tecidual (profundidade de necrose) e os danos celulares, especificamente na mitocôndria (estado 3, estado 4, taxa do controle respiratório, relação de ADP/O, potencial de membrana e intumescimento ou ?swelling?) do fígado normal de rato submetendo-o a regime de fracionamento da dose de luz. Vinte e cinco ratos Wistar receberam 1.5 mg/kg do fotossensibilizador Photogem 30 minutos antes da iluminação com laser de diodo (? = 630nm), potência 200 mW, intensidade 250 mW/cm2 e dose total fixa de 200 J/cm2. Os animais foram divididos em 5 grupos de 5 animais, cada um sendo iluminado em intervalos diferentes de claro (C) e escuro (E): 800s, 400s, 200s, 100s e 50s, alternando, respectivamente nesses grupos, os períodos de C/E em 800s/0s, de 400s/400s, de 200s/200s, de 100s/100s e de 50s/50s. Os animais foram mortos 30 horas após a aplicação do Photogem. O tecido iluminado foi submetido à análise histológica. As lâminas histológicas mostraram uma tendência de aumento na profundidade de necrose, com um aumento de até 30% em comparação ao regime contínuo e também uma tendência de diminuição na RCR e na relação ADP/O em função do tempo de escuro, principalmente até 200s do intervalo de C/E. Com tempo do fracionamento menor, as tendências de ADP/O e de RCR se invertem. O intumescimento e o potencial de membrana não mostraram diferença significativa com os diferentes regimes de iluminação. Conclui-se que o aumento de eficiência em PDT devido ao fracionamento da dose de luz é proporcionado pela maior disponibilidade de oxigênio na área tratada o que pode ocorrer pela reversão da oclusão vascular provisória ou do menor consumo de oxigênio pela reação fotodinâmica até o esquema do fracionamento da dose de luz de 200s. Para intervalos de escuro maiores tem-se uma limitação da reposição do oxigênio com conseqüente redução dos danos mitocondriais. O regime de fracionamento de dose de luz melhora a eficácia da técnica de PDT e mostra uma relação causal com a profundidade de necrose, embora a determinação da extensão dos intervalos de escuro seja fundamental para o sucesso da técnica.

Photodynamic therapy is a promising minimally invasive and non-thermal therapeutic modality approved for the treatment of neoplastic and vascular disease, which produces localized tissue necrosis with light following admistration of a photosensitizing drug. The drug is activated by light of a specific wavelength. The activated photosensitizer, in the presence of oxygen, generates singlet oxygen and reactive oxygen species that will induce selected cells to death. The current best understanding of PDT mechanisms and cellular response, the availability of cheaper, trustworthy and easy handling sources of light, as well as good results in clinical investigations, had provided trustworthiness to the technique and its diffusion in clinical practice. Recent dosimetry studies had suggested better therapeutical results with dose light fractionation. In this study, it was investigated the tissue damage (depth of necrosis) and cellular damage specifically in the mitochondria (state 3, state 4, respiratory control rate (RCR), ADP/O ratio, swelling and membrane potencial) in normal rat liver submitted to the fractionation of the light dose scheme. Twenty five Wistar rats received 1,5 mg/kg of the first generation Russian photossensitizer Photogem® 30 minutes before illumination with diode laser (? = 630nm), power 200 mW, fluence rate 250 mW/cm2 and fluence 200 J/cm2. Animals had been divided into 5 groups of 5 animals each, being illuminated in different intervals of light and dark (L/D): 800s, 400s, 200s, 100s and 50s, for each one had respectively alternated light/dark photodynamic therapy intervals of 800s/0s, 400s/400s, 200s/200s, 100s/100s and 50s/50s. The rats were sacrificed 30 hours after Photogem application. The illuminated tissue was submitted to histological analyze. The histological sections of the illuminated tissue volume showed a trend toward increasing depth of necrosis (increase 30%) as well as decreasing in RCR and ADP/O as a function of the increase in the dark interval, mainly until 200s of light interval. With lower fractionation time the trends of ADP/O and RCR becomes inverted. Swelling and membrane potencial did not show significant difference in all fractionation schemes. It can be concluded that the enhancement of PDT efficiency by the fractionation of light is due to improved oxygen supply to the treated area, which may be due to the reversal of the temporary vascular occlusion or slower photochemical consumption of oxygen until 200s fractionation scheme. For higher light intervals there is a limitation in the oxygen replenishment leading to a reduction of the mitochondrial damage. A fractionated light dose delivery can enhance PDT efficiency with Photogem and presents a causal relation with necrosis depth, although the determination of the extension of the dark intervals is fundamental for the success of technique.