Nuovo approccio alla guarigione delle ferite mediante FotoBioModulazione Led

 La guarigione delle ferite è un processo biologico ben definito, che si ottiene attraverso fasi consecu­tive e sovrapposte tra cui emostasi, eventi infiammatori, proliferazione cellulare e rimodellamento dei tessuti. Numerosi studi suggeriscono che le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono regolatori cruciali di diverse fasi dei processi di guarigione. In questo studio si è voluto rimarcare come la FotoBioModu­lazione inneschi l’assorbimento fotonico da parte dell’enzima complesso chiamato citocromo c ossidasi, ubicato all’interno dei mitocondri. Ciò porta a modulare l’infiammazione, accelerare la guarigione delle ferite e ridurre il dolore.

 Introduzione

La fototerapia con luce NIR emessa da LED è stata impiegata con successo in campo clinico in numerose patologie di vari organi.

L’irraggiamento con sorgenti LED, noto anche con il termine di FotoBio­Modulazione o FotoBiostimolazione, è attualmente uno strumento terapeutico ampiamente accettato nel trattamento di ulcere e ferite infette, ischemi­che ed ipossiche (come nel caso delle ulcere dia­betiche).

In particolare nelle ulcere croniche e nel­le ferite è stata dimostrata una rilevante efficacia antinfiammatoria e riparativa.

Nonostante queste potenzialità, il meccanismo alla base degli effetti terapeutici della fotobiomodulazione con luce NIR non è ancora del tutto chiarito ed è oggetto di nu­merosi studi (Effect of near–infrared irradiation on cell proliferation of Human Umbelical Vein Endothe­lial Cells (HUVEC) cronically exposed to high gluco­se medium; CNR-IFC Pisa, 2010).

Il primo meccanismo ipotizzato nella “fotobiomo­dulazione” NIR a livello cellulare è l’attivazione del metabolismo mitocondriale, soprattutto nelle con­dizioni in cui il mitocondrio è sottoposto a danno da ischemia e da infiammazione.

Infatti, il fotoassorbimento della radiazione da parte di enzimi cromofori della catena respiratoria mitocondriale e particolarmente della citocromo C ossidasi (parte terminale della ca­tena, assorbimento con picchi a 630 e 880 nm) de­terminerebbe uno spostamento del potenziale ossidoriduttivo mitocondriale verso l’ossidazione con aumento di ATP intracellulare, formazione di specie attive dell’ossigeno e aumentata espressione di vari geni della riparazione e della proliferazione cellulare per aumentata sintesi del relativo DNA (mitocon­drio-nucleo signaling) (Eells et al, 2004; Karu et al, 2006; Karu, 2008; Gao & Xing, 2009).

La guarigione delle ferite è un processo biologico ben definito, che si ottiene attraverso fasi consecu­tive e sovrapposte tra cui emostasi, eventi infiam­matori, proliferazione cellulare e rimodellamento dei tessuti.

Diversi fattori possono compromettere la guarigione delle ferite come difetti di ossigenazione, invecchia­mento e stress, nonché condizioni di salute compromesse come infezioni, diabete, abuso di alcol, fumo e stato nutrizionale alterato.

Prove crescenti suggeriscono che le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono regolatori cruciali di diverse fasi dei processi di guarigione. I ROS sono coinvolti a livello centrale in tutti i processi di guarigione delle ferite poiché sono necessarie basse concentrazioni di ge­nerazione di ROS per la lotta contro i microrganismi invasori e la segnalazione di sopravvivenza cellu­lare.

L’eccessiva produzione di ROS o una ridotta disintossicazione da ROS provoca danni ossidativi, che è la principale causa di ferite croniche che non guariscono. In questo contesto, studi sperimentali e clinici hanno rilevato che le strategie antiossidanti ed antinfiammatorie si sono dimostrate benefiche nella guarigione.

Tra le strategie antiossidanti di­sponibili, i trattamenti che utilizzano antiossidanti mirati ai mitocondri, oppure i trattamenti di Foto­BioModulazione sono di particolare interesse per la loro efficacia ed assenza di effetti collaterali.

Che cosè la FotoBioModulazione?

La FotoBioModulazione è l’evoluzione della terapia laser LLLT, che mediante componenti optoelettroni­ci (LEDs) di varie lunghezze d’onda, dal rosso (630 nm) all’infrarosso vicino (NIR) (880 nm), stimola al­cuni distretti cellulari per promuovere la riparazione e la rigenerazione dei tessuti, ridurre l’infiammazio­ne ed alleviare il dolore riferito, oltre a riorganizzare quel pool di attività informazionali che regolano tut­ti i distretti ed i tessuti corporei.

In sostanza è una delle tecnologie di ultima generazione che presenta caratteristiche proprie della fisica quantistica (foto­nica) e della medicina informazionale che attraver­so impulsi di luce (modulazione in frequenza) ben definiti imprime una attivazione biofisica a vantag­gio delle innumerevoli reazioni biochimiche nell’or­ganismo, regolando attività e funzioni cellulari.

Studio clinico

Alla nostra attenzione è giunto un caso di ferita lacero-contusa da caduta accidentale in ambiente domestico da parte di persona anziana (90 anni) di sesso maschile, con gravi problemi di salute gene­rale per pregresso ictus.

Il paziente ha riportato una ferita al tratto fronte-sopracilliare dx di 7 cm con lacerazione dei tessuti a tutto spessore, dove avrebbe necessitato di sutura chirurgica tenuto conto che il soggetto assume vari farmaci tra cui anticoagulanti. (Figura 1) [Per le figure, si veda l’articolo originale completo di immagini in allegato]

Nelle immediate fasi succesive l’incidente i familiari hanno provveduto a contenere la lacerazione con cerotto a striscia per sutura, così da tenere uniti i lembi della lesione.

A distanza di due giorni dall’evento si è provveduto a ripulire l’area dai coaguli (Figura 2) ed eseguire la prima seduta di FotoBioModulazione, con strumentazione Led della ditta LedWay srl, PHYSIS 4.0 – Human.Led, in quanto i familiari hanno preferito non traumatizzare ulteriormente il congiunto con un ricovero al pronto soccorso locale. Si è adottato un protocollo di una sesione giornaliera per cinque giorni per poi valutare eventuali sessioni a seguire.

Si è utilizzato sonda 1 ed irradiata l’area con pro­grammi 10 e 6 per totali 6 minuti, equamente di­stribuiti.

Ripetuta la medicazione e posti i cerotti a strisce, per unire i due lembi (Figura 3), a distanza di po­che ore la situazione si presentava molto migliora­ta al punto che la lesione risultava perfettamente coagulata ed anche le strutture muscolari ne di­mostrano la stimolazione a tutto spessore, come si nota l’innalzamento del sopracciglio (Figura 4) e l’incarnato di colore omogeneo, sintomo di migliore vascolarizzazione periferica.

L’azione prodotta dalla FotoBioModulazione ha indotto ed accelerato il processo associato alla degranulazione piastrinica che porta al rilascio nell’ambiente extracellulare di granuli citoplasmati­ci contenenti serotonina e trombossano A2. Questi mediatori inducono vasocostrizione e quindi limita­no la perdita di sangue attraverso le pareti vasco­lari danneggiate. Le piastrine sono cellule che sono dedicate a sigillare il vaso sanguigno danneggia­to, in primo luogo vengono inserite nell’endotelio danneggiato per formare un coagulo, la cosiddetta emostasi primaria.

Questo fenomeno è associato alla chemiotassi di molti tipi di cellule come macrofagi, leucociti, cellu­le muscolari lisce vascolari e fibroblasti. In questo ambiente pro-infiammatorio, le piastrine rilasciano anche citochine e fattori di crescita, come il fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF), il fattore di crescita trasformante (TGF) -β, il fattore di cre­scita dei fibroblasti (FGF) e il fattore di crescita epi­dermico (EGF).

Il rilascio di questi fattori di crescita presenta potenti eventi di segnalazione per l’attiva­zione e la proliferazione delle cellule muscolari lisce e dei fibroblasti che concorrono alla riparazione dei vasi sanguigni.

La fase proliferativa generalmente segue e si so­vrappone alla fase infiammatoria. In primo luogo, i cambiamenti nel fenotipo dei macrofagi consen­tono la transizione dall’infiammazione alla proliferazione e alla migrazione epiteliale.

In quanto tali, i macrofagi sono responsabili dell’inizio dell’apopto­si cellulare e della clearance, compresi i leucociti, avviando la risoluzione dei processi infiammatori. Insieme alla clearance cellulare apoptotica, la tran­sizione del fenotipo dei macrofagi avvia anche il reclutamento di TGF-β rilasciato dalle piastrine e dai macrofagi che stimola la produzione di collage­ne da parte dei fibroblasti.

Le secrezioni di fattori di crescita (PDGF, FGF) e citochine (TNF-α, IL-1β) stimolano a loro volta l’angiogenesi, la proliferazio­ne dei fibroblasti, la produzione di collagene e la contrazione della ferita. Il cross-talk tra fibroblasti e cheratinociti è fondamentale per stimolare la pro­liferazione dei cheratinociti che rigenera l’integrità dell’epitelio.

L’evoluzione dopo il 4° trattamento con Ledway – Human.Led della lesione è rapida e perfettamente allineata ai parametri fisiologici dei piani cutanei, tenuto conto dell’età del paziente, del trauma subi­to e della condizione generale di salute in cui versa (Figura 5 e 6). Sono trascorsi 5 giorni dall’evento e la cicatrizzazione è ben evidente.

In questa fase si sono rimodulati i parametri di irra­diazione utilizzando sempre sonda 1 con program­mi 8 e 6 per totali 6 minuti, equamente distribuiti.

Le fasi di rimodellamento e maturazione consen­tono di interrompere la riparazione della ferita. Durante questi processi, i tassi di sintesi del col­lagene si equilibrano. Infatti durante i processi di rimodellamento, gli enzimi proteolitici, essenzial­mente metalloproteinasi di matrice (MMP), e i loro inibitori (inibitore tissutale delle metalloproteinasi, TIMP) svolgono un ruolo importante.

Depositano collagene disorganizzato nella ferita, viene reticola­to e allineato lungo le linee di tensione dei tessuti. Più fibroblasti vengono raccolti nel nuovo tessuto connettivo, il cosiddetto tessuto di granulazione, che deposita il collagene, determinando alla fine la formazione di una cicatrice.

A questo punto, la sintesi di ECM è notevolmente ridotta. Inoltre, i componenti sintetizzati vengono modificati man mano che la matrice viene rimo­dellata.

Progressivamente, il collagene di tipo I, il principale componente strutturale del derma, so­stituisce il collagene di tipo III che è il principale componente collagene del tessuto di granulazione. Infine ricompare anche l’elastina che è assente nel tessuto di granulazione e che normalmente contri­buisce all’elasticità cutanea.

Durante la fase di ri­soluzione della guarigione, generalmente, quando l’integrità del tessuto è stata sufficientemente ri­pristinata per essere meccanicamente coerente, la cellularità viene drasticamente ridotta dall’apoptosi sia dei miofibroblasti che delle cellule vascolari.

Dopo il 5° trattamento si è deciso di fare una pausa per riprendere sei giorni dopo con un trattamento e posticipare, visto il buon esito della ferita, il 7° trattamento di ulteriori dieci giorni, dove si nota la remissione completa della lesione (Figure 7 -8 -9) e sono trascorsi circa 20 giorni dal trauma; si ritiene che il risultato ottenuto sia sufficiente per le aspet­tative del paziente e quindi non si procede oltre.

Chiaramente la continuità del trattamento poteva dare risultati estetici ancora migliori.

Conclusioni

Ci pare evidente che la FotoBioModulazione abbia indotto la riorganizzazione del tessuto a tutto spes­sore in maniera eccellente, viste anche le precarie condizioni generali di salute del soggetto, dei far­maci assunti e del tipo di trauma subito.

D’altro canto in letteratura vi sono molte evidenze a favore di questa nuova modalità terapeutica che sempre più va diffondendosi in vari ambiti terapeu­tici. Se combinata con i modelli preclinici di suc­cesso, dati clinici promettenti suggeriscono il valore delle terapie di FotoBioModulazione.

Ci deve essere un ulteriore sviluppo delle attuali strategie di tratta­mento antiossidanti mirate ai mitocondri derivanti dai loro effetti benefici sul danno ossidativo, sulla risposta infiammatoria esagerata, sull’apoptosi e sulla senescenza.

Si allega l’articolo originale completo di immagini.