La fotobiologia è una disciplina che si occupa delle interazioni tra la luce e i sistemi biologici, comprendendone lo studio e le applicazioni sia degli effetti benefici che degli effetti dannosi. La fotobiologia si occupa anche dei danni su precisi target biologici, come il DNA o le proteine, studiandone i meccanismi di induzione e di riparo presenti nelle nostre cellule, e l’effetto delle radiazioni sul sistema immunitario (foto immunologia).
Tra i primi aspetti studiati vi sono la fotosintesi e gli effetti della luce a livello ambientale, ma anche gli effetti benefici della luce per le applicazioni cliniche, la cosiddetta “Fototerapia”, ovvero l’impiego della luce a scopo terapeutico da sola o in associazione a specifici farmaci.
In ambito fototerapico, la Fotodermatologia è un importante settore in evoluzione che comprende: lo studio e la terapia di malattie cutanee (tumori cutanei e fotodermatiti) causate dagli effetti nocivi della luce solare sulla pelle, lo studio di sistemi di fotoprotezione sempre più efficaci e infine l’applicazione di terapie che si avvalgono della luce (UVA, UVB e luce visibile) con o senza l’impiego di farmaci fotoattivabili. Risale a circa 30 anni fa l’applicazione clinica della P-UVA terapia, nella quale la luce UVA, in combinazione con gli psoraleni, è impiegata principalmente per il trattamento di malattie cutanee come la psoriasi, i linfomi cutanei a cellule T e la vitiligine.
Largo interesse ricopre la terapia fotodinamica (photodynamic therapy, PDT), in cui sostanze a struttura porfirinica, attivate dalla luce visibile vengono sfruttate per la cura di vari tipi di tumori (epiteliomi e cheratosi attiniche) e, ultimamente, anche nella cura del photoaging e come trattamento antibatterico. La fotodermatologia si basa anche sull’impiego di specifiche sorgenti UVB o UVA in monoterapia ovvero senza l’impiego concomitante di farmaci fotoattivabili, come nel caso della fototerapia UVB a banda stretta (con picco a 311 nm) per il trattamento principalmente di psoriasi, vitiligine e dermatite atopica, o di fototerapia UVA1 (340-400 nm) per linfomi cutanei a cellule T, sclerodermia, “graft versus host disease” cutanea.
In fotobiologia si studiano anche le reazioni fototossiche e fotoallergiche indotte da farmaci per effetto dell’esposizione alla luce solare, e la stabilità alla luce di molecole biologicamente attive per un corretto effetto terapeutico. Vengono inoltre progettati vari sistemi di drug delivery per migliorare i target terapeutici, minimizzando gli effetti collaterali e rendendo tali terapie più mirate.
Altri settori di interesse della fotobiologia sono la fotodiagnostica e le tecniche ottiche per la diagnosi non-invasiva in medicina, la biosensoristica, potente strumento bio-analitico e diagnostico per ottenere immagini biomedicali e, molto recentemente, l’optogenetica, una scienza emergente che combina tecniche ottiche e genetiche per studiare i circuiti neuronali nel cervello.

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