Avaliação da indução de lesões no DNA por lasers terapêuticos de baixa potência

Na medicina regenerativa há uma crescente utilização de lasers de baixa intensidade em protocolos terapêuticos para tratamento de doenças em tecidos moles e no tecido ósseo. Lasers emitem feixes de luz com características específicas, nas quais o comprimento de onda, a frequência, potência e modo de missão são propriedades determinantes para as respostas fotofísica, fotoquímica e fotobiológica. Entretanto, sugere-se que lasers de baixa potência induzem a produção de radicais livres, que podem reagir com biomoléculas importantes, como o DNA. Essas reações podem causar lesões e induzir mecanismos de reparo do DNA para preservar a integridade do código genético e homeostase celular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar lesões no DNA de células do sangue periférico de ratos Wistar e a expressão dos genes ERCC1 e ERCC2 em tecidos biológicos expostos a lasers de baixa intensidade em comprimentos de onda, fluências, potências e modos de emissão utilizados em protocolos terapêuticos. Para tal, amostras de sangue periférico foram expostas ao laser vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) em diferentes fluências, potências e modos de emissão, e a indução de lesões no DNA foi avaliada através do ensaio cometa. Em outros experimentos, lesões no DNA foram analisadas através do ensaio cometa modificado, utilizando as enzimas de reparo: formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III. Pele e músculo de ratos Wistar foram expostos aos lasers e amostras desses tecidos foram retiradas para extração de RNA, síntese de cDNA e avaliação da expressão dos genes por PCR quantitativo em tempo real. Os dados obtidos neste estudo sugeriram que a exposição aos lasers induz lesões no DNA dependendo da fluência, potência e modo de emissão, e que essas lesões são alvos da FPG e endonuclease III. A expressão relativa do RNAm de ERCC1 e de ERCC2 foi alterada nos tecidos expostos dependendo do comprimento de onda e fluência utilizada. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que danos oxidativos no DNA poderiam ser considerados para segurança do paciente e eficácia terapêutica, bem como alterações na expressão dos genes de reparo do DNA participariam dos efeitos de bioestimulação que justificam as aplicações terapêutica de lasers de baixa potência.

In regenerative medicine there is an increasing use of low level lasers in therapeutic protocols for treatment of diseases in soft tissues and the bone tissue. Lasers emit light beams with special properties, in which the wavelength, frequency, power and emission mode are properties which determine ther photophysical, photochemical and photobiological responses. However, it is suggested that low level lasers induced the generation of free radicals which could react with important biomolecules, such as DNA. These reactions can result in damage and induce DNA repair mechanisms preserving the genetic code integrity and cell homeostasis. Therefore, the purpose of this study was to evaluate DNA damage in peripheral blood cells from Wistar rats and expression of ERCC1 and ERCC2 genes in biological tissues exposed to low level lasers at wavelengths, fluences, powers and emission modes used in therapeutic protocols. In order to achieve the aims, peripheral blood samples were exposed to red laser (660 nm) and infrared (808 nm) at different fluences, power and emission modes, and the induction of DNA damage was evaluated by comet assay. In other experiments, DNA damage was assessed by a modified comet assay utilizing the repair enzymes: formamidopyrimidine DNA glycosylase (FPG) and endonuclease III. Skin and muscle from Wistar rats were exposed to lasers and samples from tissues were collected to RNA extraction, cDNA synthesis and gene expression evaluation by real-time PCR. Data from this study showed that exposure to lasers induces DNA damage depending on the fluence, power and emission mode, and that these damages are targeted by FPG and endonuclease III. ERCC1 and ERCC2 RNAm relative expression in exposed tissues was changed depending on the wavelength and fluences used. Results suggest that oxidative DNA damage could be considered for patient safety and therapeutic efficacy, as well as changes in the expression of DNA repair genes participate in effects of biostimulation justifying the therapeutic applications of low level lasers.