Mechanizm działania terapii fotodynamicznej w diagnozowaniu i leczeniu nowotworów. Anna Szczypka Aleksandra Tyrawska

Transkrypt

1 Mechanizm działania terapii fotodynamicznej w diagnozowaniu i leczeniu nowotworów Anna Szczypka Aleksandra Tyrawska

2 Metody fotodynamiczne PDT Technika diagnostyczna i terapeutyczna zaliczana do form fotochemioterapii Zastosowania: schorzenia onkologiczne i nieonkologiczne Selektywne niszczenie tkanki nowotworowej bez zbędnych uszkodzeń tkanki zdrowej Istota metody: oddziaływanie światła o określonej długości fali z fotouczulaczem 1960 r. początek ery PDT 1975 r. pierwszy udany przypadek wyleczenia nowotworu u myszy przy pomocy PDT ( przy użyciu pochodnych hematoporfiryny aktywowanych światłem z zakresu czerwieni) pierwsze kliniczne zastosowania

3 Terapia fotodynamiczna - wprowadzenie Etapy terapii fotodynamicznej: 1. Systemowa lub miejscowa aplikacja fotouczulacza. 2. Akumulacja fotouczulacza w komórkach nowotworowych. 3. Naświetlenie nowotworu światłem o odpowiedniej długości fali 4. Generacja przez wzbudzony fotouczulacz reaktywnych form tlenu.

4 Biofizyczne podstawy PDT Składniki potrzebne w metodzie fotodynamicznej: 1. Fotouczulacz - ma za zadanie uczulić tkankę nowotworową na światło 2. Źródło światła musi być zdolne do wzbudzenia fotouczulacza skumulowanego w tkance nowotworowej 3. Tlen rozpuszczony w tkance

5

6 Fotouczulacze stosowane w PDT Cechy idealnego fotouczulacza: 1. czystość chemiczna, 2. cytotoksyczność wyłącznie w obecności światła, 3. selektywne gromadzenie w tkankach nowotworowych, 4. osiąganie maksymalnego stężenia w krótkim czasie od podania, 5. szybki wydalanie z organizmu, 6. wysoka wydajność kwantowa tworzenia tlenu singletowego lub form rodnikowych, 7. wysoki współczynnik absorpcji w zakresie fali nm. Ograniczenia: 1. przedłużająca się wrażliwość na działanie światła 2. ograniczona selektywność 3. zbyt wysoka lub zbyt niska efektywność

7 Fotouczulacze stosowane w PDT Biorąc pod uwagę rozpuszczalność fotouczulaczy wyróżnia się: Fotouczulacze hydrofobowe wykazują powinowactwo do gromadzenia w strukturach zawierających lipidy Fotouczulacze hydrofilowe wykazują powinowactwo do gromadzenia się w wodnej części komórki Fotouczulacze amfifilowe kumulują się zarówno w sferach wodnych jak i lipidowych komórki

8 Źródła światła stosowane w PDT lasery - monochromatyczność pozwala na dobranie długości fali, która znajduje się dokładnie w maksimum jednego z pasm absorpcji danego fotouczulacza lampy niska cena, niewielkie rozmiary, łatwe w użyciu i utrzymaniu, umożliwiają naświetlanie dużych powierzchni ciała diody elektroluminescencyjne głębsza penetracja światła w głąb tkanek niż w lampach, generują mniej ciepła, naświetlanie nieuczulonej na działanie światła skóry jest mniej bolesne Schemat przedstawiający propagację światła w skórze oraz głębokość penetracji światła dla różnych długości fali. [5]

9 Terapia fotodynamiczna a układ immunologiczny Od kilku lat coraz większe znaczenie jest przypisywane wpływom terapii fotodynamicznej na układ immunologiczny, a zwłaszcza uwalnianie cytokin przez makrofagi. Aktywacja komórek immunokompetentnych: Makrofagów Neutrofilii Limfocytów

10 Wpływ lokalizacji subkomórkowej fotouczulacza na śmierć komórki PDT może prowadzić do apoptozy lub nerkozy, ale także do kombinacji tych dwóch mechanizmów razem. Odpowiedź komórki na uszkodzenie spowodowane działaniem światła zależy od: czynników zewnętrznych (stężenie fotouczulacza, dawka energii) czynników wewnętrznych (metabolizm komórkowy, faza cyklu komórkowego)

11 Rodzaje śmierci komórkowej Nerkoza szybka i nagła śmierć komórek, powoduje ostry stan zapalny na skutek utraty integralności błony komórkowej i wycieku zawartości komórki. Nerkoza komórek ludzkiego raka prostaty 1, 5, 10, 20 min po przeprowadzeniu PDT z wykorzystaniem PP(Ser)2Arg2. [5]

12 Rodzaje śmierci komórkowej Apoptoza programowana śmierć komórek, trwa dłużej niż nerkoza. W wyniku PDT występują oddziaływania między komórką uszkodzoną, a nieuszkodzoną. Schemat przedstawiający ważniejsze szlaki związane z indukcją apoptozy przez PDT. [5]

13 Przewaga terapii fotodynamicznej nad konwencjonalnymi metodami chirurgicznymi i radioterapeutycznymi preferencyjne gromadzenie substancji uczulającej na światło w wybranej tkance aktywność fotodynamiczna jest ograniczona do miejsca naświetlania i nie oddziałuje na graniczące tkanki przy braku substancji uczulającej lub światła gojenie się i regeneracja tkanki z nieznacznym powstawaniem blizny

14 Zastosowania terapii PDT leczenie nowotworów przełyku, płuc, trzustki, głowy, szyi, mózgu dermatologia: leczenie zmian przednowotworowych, nowotworowych oraz nienowotworowych (powierzchniowe niemelanomowe nowotwory skóry i dysplazje np. rogowacenie słoneczne, choroba Bowena, rak podstawnokomórkowy) leczenie pacjentów po przeszczepie organów, w których znacząco wzrosło ryzyko rozwoju dysplastycznych zmian skórnych i raków niemelanomowych skóry leczenie narządów rodnych kobiet leczenie miejscowych infekcji leczenie brodawczakowatości fotodynamiczna antybakteryjna chemioterapia PACT

15

16 Bibliografia [1] Artykuł Metoda fotodynamiczna diagnostyki i leczenia nowotworów mechanizmy i zastosowania umieszczony w czasopiśmie Postępy Biochemii [2] Artykuł redakcyjny Terapia fotodynamiczna nowotworów głowy i szyi [3] Artykuł Terapia fotodynamiczna umieszczony na portalu internetowym [4] Artykuł Terapia fotodynamiczna w leczeniu śródnabłonkowej neoplazji sromu zamieszczony w czasopiśmie Ginekologia Polska [5] Artykuł p. Moniki Wysockiej z dn zamieszczony na portalu [6] Publikacja p. Mateusza Kwitniewskiego z dn zamieszczona na portalu