HETEROGENEIDADE ELÉTRICA EM TUMORES: VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DA REDISTRIBUIÇÃO DO CAMPO ELÉTRICO EM PHANTOMS MULTICAMADAS E IMPLICAÇÕES PARA MODELOS ELETROMETABÓLICOS

Resumo

Modelos recentes descrevem tumores como sistemas eletrodinâmicos nos quais o campo elétrico modula processos metabólicos celulares. Entretanto, tais abordagens frequentemente assumem condições espaciais simplificadas, negligenciando a heterogeneidade elétrica do microambiente tumoral. Neste estudo, foi desenvolvido um phantom multicamadas de ágar-NaCl com inclusões simulando tumores de diferentes geometrias (elipsoide e lenticular), selecionadas por representarem morfologias frequentemente observadas em lesões hepáticas. O sistema permitiu investigar experimentalmente a distribuição espacial do potencial elétrico (Vpp) e do gradiente elétrico (E) sob diferentes condições de estimulação (10–25 Vpp; 10 Hz–33 kHz). Os resultados demonstram redistribuição significativa do campo elétrico em meios heterogêneos, caracterizada por redução do gradiente no interior das inclusões e intensificação nas regiões de interface. Adicionalmente, a geometria influenciou de forma relevante a magnitude e a distribuição espacial do campo, com forma lenticular apresentando maior concentração de gradiente em regiões periféricas. A variação de frequência não alterou significativamente a distribuição espacial, indicando comportamento predominantemente resistivo do sistema. Esses achados fornecem validação experimental para modelos eletrometabólicos e estabelecem base física para estudos futuros que integrem bioeletricidade, metabolismo tumoral e terapias baseadas em campos elétricos. 

Referências

Mahapatra C, Gawad J, Bonde C, Palkar MB. Bioelectric membrane potential and breast cancer: advances in neuroreceptor pharmacology for targeted therapeutic strategies. Receptors. 2025;4(2):9 DOI: https://doi.org/10.3390/receptors4020009 DOI: https://doi.org/10.3390/receptors4020009

Kofman K, Levin M. Bioelectric pharmacology of cancer: a systematic review of ion channel drugs affecting the cancer phenotype. Prog Biophys Mol Biol. 2024;191:25-39 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2024.07.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2024.07.005

Moreddu R, et al. Nanotechnology and cancer bioelectricity: bridging the gap between biology and translational medicine. Adv Sci (Weinh). 2023;11(1):2304110 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202304110 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202304110

Mathews J, Erickson P. Meeting review: “National Cancer Institute Conference on Cancer Bioelectricity” September 12, 2024. Bioelectricity. 2025;7(1):94-104. DOI: https://doi.org/10.1089/bioe.2024.0049

Costa FP, et al. Emerging cancer therapies: targeting physiological networks and cellular bioelectrical differences with non-thermal systemic electromagnetic fields. Front Netw Physiol. 2024 DOI: https://doi.org/10.3389/fnetp.2024.1483401 DOI: https://doi.org/10.3389/fnetp.2024.1483401

Khagi S, et al. Recent advances in Tumor Treating Fields (TTFields) therapy for glioblastoma. Oncologist. 2025;30(2) DOI: https://doi.org/10.1093/oncolo/oyae227 DOI: https://doi.org/10.1093/oncolo/oyae227

Zang M, et al. Advancement in tumor treating fields: mechanism, clinical applications, and future directions. Discov Oncol. 2025;16:1049. DOI: https://doi.org/10.1007/s12672-025-02861-0

Yue Y, et al. Tumor treating fields suppress tumor cell growth and induce immunogenic cell death biomarkers in biliary tract cancer cell lines. Sci Rep. 2025 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-16341-6 DOI: https://doi.org/10.1101/2025.02.18.638924

Liu K, et al. Comprehensive simulations of intracellular electric fields during exposure to tumor treating fields. Front Oncol. 2025 DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1520504 DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1520504

Ballo MT, et al. Tumor Treating Fields (TTFields) for newly diagnosed glioblastoma in the real world: a systematic review and survival meta-analysis. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2023.06.837

Jelgersma C, et al. Real-world experience with TTFields in glioma patients with emphasis on therapy usage. Front Oncol. 2025 DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2024.1430793 DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2024.1430793

Medeiros Junior GM. Instabilidade eletrometabólica tumoral induzida por campos elétricos exógenos e fotobiomodulação: um framework biofísico-teórico. RECISATEC - Revista Científica Saúde e Tecnologia. 2026;6(1):e61410 DOI: https://doi.org/10.70187/recisatec.v6i1.410 DOI: https://doi.org/10.70187/recisatec.v6i1.410

Medeiros Junior GM. Modulação eletrofotônica do metabolismo tumoral: uma modelagem computacional e análise probabilística do espaço paramétrico. Journal of Medical and Biosciences Research. 2026;3(2):221-8 DOI: https://doi.org/10.70164/jmbr.v3i2.1171 DOI: https://doi.org/10.70164/jmbr.v3i2.1171

Wang L, et al. Innovation for using dielectric properties to distinguish lung tumors. 2025. (PMC12603453).

Le Berre T, et al. Measurement and comparison of dielectric properties of human pancreatic tumours, healthy tissues and porcine tissues ex vivo between 1Hz and 1MHz. Bioelectrochemistry. 2025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2024.108xxx DOI: https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2024.108821

Charan M, et al. Induced electric fields inhibit breast cancer growth and metastasis by modulating the immune tumor microenvironment. bioRxiv. 2024. DOI: https://doi.org/10.1101/2024.04.14.589256

Farina L, et al. Histology-validated dielectric characterisation of lung cancer tissues. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/cancers15143738

Iredale E, et al. Spatiotemporally dynamic electric fields for brain cancer treatment. 2023. PubMed:36893468.

Jobson I, et al. Advancing cancer therapy with custom-built alternating electric field devices. 2025. PubMed:39881409. DOI: https://doi.org/10.1186/s42234-024-00164-3

Arciga BM, et al. Pulsed electric field ablation as a candidate to enhance the anti-tumor immune response. 2025. PubMed:39608443. DOI: https://doi.org/10.1016/j.canlet.2024.217361

Vallin JR, et al. Leveraging the immunological impacts of irreversible electroporation. 2025. PubMed:39903863.

Ma J, et al. Directionally non-rotating electric field therapy for glioblastoma. 2024. PubMed:39156619.

Zuo T, et al. Piezoelectric/electric field strategy in cancer therapy. 2025. PubMed:40468341.

Kepesidis KV, et al. Electric-field molecular fingerprinting to probe cancer. 2025. PubMed:40290141.

Evolution of bioelectric membrane potentials: implications in cancer pathogenesis. J Membr Biol. 2024. PubMed:39183198.

Moreno-Gonzalez A, et al. Six-month local control rates and immune responses after pulsed electric field ablation. 2025. PubMed:41228287. DOI: https://doi.org/10.3390/cancers17213495

Sarreshtehdari A, et al. Electrical conductivity measurement in human liver tissue. Biosensors (Basel). 2024.

Mahapatra C, et al. Review of electrophysiological models to study membrane potential changes in breast cancer cell transformation and tumor progression. Front Physiol. 2025;16:1536165 DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1536165 DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1536165

Como Citar

Junior, G. M. (2026). HETEROGENEIDADE ELÉTRICA EM TUMORES: VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DA REDISTRIBUIÇÃO DO CAMPO ELÉTRICO EM PHANTOMS MULTICAMADAS E IMPLICAÇÕES PARA MODELOS ELETROMETABÓLICOS. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar - ISSN 2675-6218, 7(6), e768339. https://doi.org/10.47820/recima21.v7i6.8339