Məqalə
Metilen mavisi ilə fotodinamik terapiya: müalicə necə tədqiq olunur
Metilen mavisi ilə fotodinamik terapiya ilk baxışda iki addımdan ibarət görünür. Mavi boya tətbiq edilir, sonra üzərinə qırmızı işıq salınır. Bu təsəvvür yanlışdır və bu müalicə ilə bağlı anlaşılmazlıqların çoxunun mənbəyidir. Tədqiq olunan prosedurun eyni yerdə və eyni vaxtda mövcud olmalı üç komponenti var: işığı udan formada fotosensibilizator, ölçülmüş dozada uyğun dalğa uzunluğuna malik fotonlar və ötürülən enerjini qəbul edən molekulyar oksigen. Bu komponentlərdən hər hansı biri çıxarılsa, iddia olunan təsirin mexanizmi qalmır.
Bu məqalə tədqiqatçıların həmin üçhissəli sistemi necə təsvir etdiyini, hansı parametrlərə nəzarət etdiyini və dərc olunmuş dalğa uzunluğu ilə enerji göstəricisinin niyə ev proseduruna çevrilə bilmədiyini izah edir. Xərçənglə bağlı nəticələr ayrıca metilen mavisi və xərçəng tədqiqatlarına dair icmalda müzakirə olunur, stomatoloji tətbiqlər isə ağız boşluğu və stomatologiya üzrə fotodinamik tədqiqatlarda toplanıb. Bunların heç biri burada təkrarlanmır.
Boya rəngləyici deyil, fotosensibilizatordur
Metilen mavisi qırmızı işığı güclü şəkildə udur; monomerin udulma maksimumu 664–666 nm yaxınlığındadır və molyar udma qabiliyyəti çox yüksəkdir. Metilen mavisi ilə fotodinamik terapiya tədqiqatlarında adətən təxminən 630–680 nm diapazonunda qırmızı işıq mənbələrinin istifadə edilməsinin səbəbi məhz bu udulma zolağıdır. Bu zolaqdan kənarda işləyən lampa parlaq görünə bilər, lakin demək olar ki, heç bir yararlı həyəcanlanma yaratmaya bilər. Bu seçimin əsasını təşkil edən dalğa uzunluğu prinsipləri metilen mavisinin qırmızı işığı necə udması məqaləsində izah olunur.
Udulma yalnız ilk addımdır. Həyəcanlanmış boya daha uzunömürlü triplet vəziyyətinə keçir və oradan iki fotokimyəvi yol mümkündür. I tip kimyəvi proseslərdə həyəcanlanmış boya yaxınlıqdakı substratlarla elektron və ya hidrogen atomu mübadiləsi aparır və radikallar yaradır; sonrakı mərhələlərdə superoksidlə bağlı kimyəvi proseslər də baş verir. II tip kimyəvi proseslərdə triplet vəziyyətindəki boya enerjini birbaşa əsas vəziyyətdə olan oksigenə ötürərək sinqlet oksigen yaradır. Oksigenlə təmin olunmuş şəraitdə metilen mavisi əsasən sinqlet oksigen fotosensibilizatoru kimi fəaliyyət göstərir; suda onun kvant çıxımının təxminən 0.5 olduğu bildirilir. I tip proseslərin payı isə yerli mühitdən asılı olaraq artır və ya azalır. Metilen mavisinin bioloji substratlarla fotokimyasına dair 1993-cü il icmalı hər iki yolu təsvir edir və onların nisbətini niyə boyanın etiketindən müəyyənləşdirməyin mümkün olmadığını göstərir.
Eyni icmal nuklein turşuları arasında əsas hədəfi də göstərir. Quanin DNT əsasları arasında ən aşağı oksidləşmə potensialına malikdir, buna görə sinqlet oksigen ilk növbədə onu oksidləşdirir və 8-okso-deoksiquanozin kimi məhsullar yaradır. Bu zədələnmə üçün boyanın DNT-yə interkalyasiyası tələb olunmur. Lakin icmal DNT-ni bütün prosesin yeganə izahı saymamaq barədə də xəbərdarlıq edir. Metilen mavisi zülalları, lipidləri və membranları oksidləşdirir; hər bir təcrübədə ölümcül zədələnmənin hədəfi boyanın harada yerləşməsindən asılıdır. Buna görə də mühit məhlulundakı konsentrasiya hədəfdəki dozanı zəif əks etdirir. İşığın yaratdığı bu kimyəvi prosesləri boyanın qaranlıq şəraitdəki redoks rolları ilə müqayisə edən oxucular onları bir-birindən ayırmalıdır; bu fərq metilen mavisinin hüceyrələrdə necə işlədiyinə dair materialda izah olunur.
Optimallaşdırılmış dərman deyil, ilkin baza birləşməsi
İkinci əsas mənbə fenotiazin fotosensibilizatorlarının hazırlanmasına dair 2005-ci il icmalıdır. Burada metilen mavisi hazır fotosensibilizator kimi deyil, məlum zəif cəhətləri olan ilkin baza strukturu kimi nəzərdən keçirilir. Kiçik struktur dəyişiklikləri lipofilliyi, hüceyrəyə daxilolmanı, hüceyrədaxili yerləşməni, sinqlet oksigen hasilatını, qaranlıq şəraitdə toksikliyi və reduksiyaya davamlılığı dəyişir. Məsələn, xromoforun metilləşdirilməsi lipofilliyi və sinqlet oksigen yaranmasını artırır, qeyri-aktiv leyko formasına reduksiyanı isə yavaşıdır. İcmalın əsaslandığı tədqiqatda metilləşdirilmiş analoqlar hər kvadrat cm üçün təxminən 7.2 J səviyyəsində daha yüksək fototoksiklik göstərib. Bununla belə, daha yüksək lipofillik avtomatik olaraq daha yaxşı nəticə demək deyil: həddindən artıq hidrofobluq həllolmanı zəiflədir, aqreqasiyanı gücləndirir və fotokimya üçün lazım olan həndəsi quruluşu poza bilər.
Leyko forması ilə bağlı məqamı xüsusi vurğulamaq lazımdır, çünki o, gözlə görünmür. Oksidləşmiş metilen mavisi mavidir və qırmızı işığı udur. Reduksiya olunmuş leyko-metilen mavisi isə demək olar ki, rəngsizdir və eyni zolaqda işığı zəif udur. Buna görə hüceyrələrin daxilində və ya oksigenlə zəif təmin olunan toxumada reduksiya olunmuş boya yenidən oksidləşənədək fotoaktiv boya ehtiyatından müvəqqəti çıxır. Beləliklə, tətbiq edilən konsentrasiya sabit qalsa belə, toxumanın redoks vəziyyəti fotosensibilizatorun effektiv konsentrasiyasını dəyişir. Bu boya ailəsinin ilkin klinik və laboratoriya istifadələri də daxil olmaqla, formulasiyaların tarixi metilen mavisinin tibbdə tarixi məqaləsində təqdim olunur.
Tədqiqat cədvəli: nə dəyişir və bu nə deməkdir
Aşağıdakı cədvəl bu məqalə üçün hazırlanmış orijinal müqayisə materialıdır. Hər sətir tədqiqatlarda bildirilməli olan bir müalicə dəyişənini göstərir. Bir parametrin dəyişdirilməsinin digərlərinin hamısının mənasını niyə dəyişdirdiyini görmək üçün sətirləri soldan sağa oxuyun.
| Dəyişən | Tədqiqatlarda nə bildirilir | Nəticəni niyə dəyişir |
|---|---|---|
| Fotosensibilizatorun formulasiyası | Suda, fizioloji məhlulda və ya buferdə sərbəst boya; heyvan tədqiqatlarında etanol və Cremophor daşıyıcı mühitləri; eksperimental işlərdə liposomlar, polimer hissəcikləri və ya siklodekstrin daşıyıcıları | Daşıyıcı mühit və daşıyıcı maddə hüceyrəyə daxilolmanı, yerləşməni və biofilm matriksi və ya şiş toxuması kimi maneələrdən keçmə qabiliyyətini dəyişir |
| Tətbiq edilən konsentrasiya | İnsanlarda antimikrob tədqiqatlarda təxminən 0.0003–0.06 M və preparatın tətbiqi ilə işıqlandırma arasında 1–5 dəqiqəlik intervallar bildirilir; heyvanlarda şiş tədqiqatlarına şişdaxili tətbiq üçün hər mL-də təxminən 500 mikroqram olan nümunələr daxildir | Məhlulun ümumi konsentrasiyasının artması 590 nm yaxınlığında udan dimerlərin yaranmasını gücləndirə və məhsuldar monomer fotokimyasını azalda bilər; buna görə konsentrasiyanın ikiqat artırılması təsiri mütləq ikiqat artırmır |
| Preparatın tətbiqi ilə işıqlandırma arasındakı interval | Yerli antimikrob təcrübələrdə dəqiqələrlə ölçülür; şiş modellərində daha uzundur və daşıyıcı mühitdən asılıdır | İşıq verildiyi anda boyanın harada yerləşdiyini interval müəyyən edir; bu da əsas bioloji hədəfi müəyyənləşdirir |
| Dalğa uzunluğu | Adətən təxminən 630–680 nm | Monomerin udulma zolağı ilə üst-üstə düşməlidir; dimerlərlə zəngin məhlullar effektiv udulmanı dəyişir |
| Şüalanma intensivliyi | İnsanlarda antimikrob tədqiqat hesabatlarında hər kvadrat cm üçün təxminən 50–750 mW; heyvanlarda yara tədqiqatlarında adətən hər kvadrat cm üçün 100 mW və ya daha az | Yüksək şüalanma intensivliyi yerli oksigeni perfuziyanın onu bərpa etdiyindən daha sürətli tükədə bilər; bu da eyni nominal flüensdə səmərəliliyi azaldır |
| Flüens | İnsanlarda antimikrob tədqiqat hesabatlarında 8 saniyədən 10 dəqiqəyədək müddətdə hər kvadrat cm üçün təxminən 6–18 J; heyvanlarda yara tədqiqatlarında hər kvadrat cm üçün təxminən 12–360 J | Şüalanma intensivliyi, vaxt və həndəsi quruluş göstərilmədən ümumi enerji natamam dozadır |
| Oksigenlə təminat | Nadir hallarda birbaşa nəzarət olunur; toxuma növü, flüens sürəti və fraksiyalaşdırma əsasında qiymətləndirilir | II tip kimyəvi proseslər oksigen sərf edir, buna görə eyni işıq parametrləri yaxşı perfuziya olunan və hipoksik hədəflərdə fərqli təsirlər yarada bilər |
| Hədəf və tədqiqat şəraiti | Dəri və yara infeksiyası modelləri, ağız boşluğu biofilmi modelləri, kulturada karsinoma və melanoma sistemləri, siçan şişləri, dəri şişlərinə dair tarixi hesabatlar | Həndəsi quruluş, dərinlik, optik xüsusiyyətlər və orqanizmdə yol verilən zədələnmə o qədər fərqlənir ki, antimikrob göstəricilər şiş tədqiqatlarına kəmiyyət baxımından heç vaxt birbaşa tətbiq edilə bilməz |
Yuxarıdakı diapazonlar tədqiqatlarda müşahidə olunan diapazonlardır, tövsiyə edilən protokol deyil. Cədvəlin əsas məqsədi məhz bu fərqi göstərməkdir. Bildirilən işıq dozalarının geniş diapazonu özü başqa şəraitə birbaşa tətbiq oluna bilən vahid metilen mavisi işıq dozasının olmadığını göstərir. İşıqla aktivləşdirilən biofilm tədqiqatlarına dair əlaqəli laboratoriya konteksti metilen mavisinin biofilmlərə qarşı tədqiqi məqaləsində təqdim olunur. Dəri və işıq terapiyasına dair daha geniş məlumat isə dərinin işığa həssaslığı və işıq dozasının əsasları mövzusunda verilir.
Eyni enerji göstəriciləri niyə fərqli bioloji nəticələr yarada bilər
Dərc olunmuş parametrlər kontekstsiz təqdim ediləndə dörd anlaşılmazlıq təkrarlanır.
Birincisi, flüens doza demək deyil. Eyni dalğa uzunluğunda və hər kvadrat cm üçün eyni J ilə aparılan iki işıqlandırma, biri sürətli, digəri yavaş olduqda fərqlənir. Çünki oksigenin tükənməsi, işıqlandırma zamanı bərpa və boyanın fotokimyəvi rəngsizləşməsi sürətdən və vaxtdan asılıdır. Şüalanma intensivliyi və işıqlandırma müddəti göstərilmədən enerjinin bildirilməsi təcrübənin təsvirini natamam qoyur.
İkincisi, toxumanın optik xüsusiyyətləri lampanın parametrinin mənasını dəyişir. Udulma, səpilmə, səthin həndəsi quruluşu və geriyə səpilmə səbəbindən toxumanın daxilindəki flüens lampanın çıxış dəliyində ölçülən dəyərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər. Klinik dozimetriya ədəbiyyatına görə, bəzi hallarda fərq ikiqat səviyyəyə yaxınlaşır. Məqalədən köçürülmüş göstərici bütün həndəsi quruluşları deyil, həmin məqalədəki həndəsi quruluşu təsvir edir.
Üçüncüsü, hədəfi yerləşmə müəyyənləşdirir. Kationik boyanın membranlar, mitoxondrilər, lizosomlar, bakteriya örtükləri və ya hüceyrəxarici matriks arasında paylanması formulasiyadan, yükdən, lipofillikdən, intervaldan və toxumadan asılıdır. 1993-cü il fotokimya icmalı nuklein turşuları, zülallar, lipidlər, membranlar, orqanoidlər, viruslar, bakteriyalar, məməli hüceyrələri və şiş sistemlərində zədələnməni sənədləşdirir. Məhz buna görə eyni boya və işıq birləşməsi müxtəlif təcrübə şəraitlərində fərqli yollarla məhvedici təsir göstərə bilər.
Dördüncüsü, oksigen sərf olunan komponentdir. Yüksək flüens sürəti diffuziya və perfuziya ilə oksigenin yenidən təmin olunmasını qabaqlaya və işıqlandırma zamanı müvəqqəti hipoksiya yarada bilər. Bu baş verdikdə əlavə işıq II tip təsiri çox az artırır və ya heç artırmır. Fraksiyalaşdırma və daha aşağı şüalanma intensivliyi qismən bu məhdudiyyətin həlli kimi tədqiq olunur. Elə buna görə təhlükəsizlik hədləri və toxumanın oksigenlə təminatı lampa təlimatında deyil, klinik təhlükəsizlik və nəzarət standartlarında nəzərə alınmalıdır.
Ev resepti deyil, klinisistin rəhbərlik etdiyi prosedur
Tədqiq olunan müalicə diaqnostika, dozimetriya və nəzarətin birlikdə mövcud olduğu şəraitdə aparılır. Zədələnmiş sahənin nə olduğu və hansı dərinliyə qədər uzandığı təsdiqlənməli, həmin hədəfə uyğun formulasiya və preparatın tətbiqi ilə işıqlandırma arasındakı interval seçilməli, mənbə müəyyən həndəsi quruluşda müəyyən edilmiş sahə üzrə kalibrlənməli, dəri, gözlər, ağrı və yerli toxuma reaksiyası izlənməlidir. Əsas mənbə olan fenotiazin fotosensibilizatorlarının hazırlanmasına dair icmal bütün sahəni boya ilə adi qırmızı işığın birləşdirilməsi kimi deyil, nəzarət olunan şəraitdə struktur–aktivlik əlaqəsinin optimallaşdırılması kimi təqdim edir.
Ev şəraitində təkrarlama cəhdi nəzarət olunan bütün dəyişənlər üzrə eyni vaxtda uğursuz olur. İstehlakçı lampaları müalicə məsafəsində kalibrlənmiş spektral şüalanma intensivliyini nadir hallarda bildirir. Tətbiq edilən boyanın konsentrasiyası monomerin payı və ya hüceyrədaxili yerləşmə barədə heç nə demir. Toxumanın oksigenlə təminatı məlum deyil və işıqlandırma zamanı dəyişir. İstinad edilən diapazonların heç biri ev protokoluna əsas vermir və bu məqalə məqsədli şəkildə tətbiq edilə bilən resept təqdim etmir. Sübutların ümumi keyfiyyətini qiymətləndirən oxucular hər hansı tək məqalədən nəticə çıxarmazdan əvvəl metilen mavisi tədqiqatını necə oxumaq olar materialından istifadə etməlidirlər. Fotosensibilizator olmadan yalnız işığa əsaslanan yanaşmalarla maraqlanan oxucular isə fotosensibilizatorsuz qırmızı işıq terapiyası materialından başlamalıdırlar.
Bu məqalə nəyi təsdiqləmir
Bu məqalə metilen mavisi ilə fotodinamik terapiyanın hər hansı dəri vəziyyətini sağaltdığını, hər hansı infeksiyanı aradan qaldırdığını və ya hər hansı şişi müalicə etdiyini təsdiqləmir. Burada istinad edilən mexanizmə dair icmallar fotokimyanı ölçüb və boya strukturlarını müqayisə edib; onlar heç bir klinik konsentrasiya və ya flüens təyin etməyib. Yuxarıda göstərilən parametr diapazonları fərqli hədəfləri, dərinlikləri, formulasiyaları və son qiymətləndirmə meyarları olan müxtəlif insan tədqiqatı hesabatlarından və heyvan modellərindən götürülüb; onların orta qiymətini hesablayaraq tövsiyə yaratmaq olmaz. Bazal hüceyrəli karsinoma, Kaposi sarkoması və melanoma üzrə ilkin klinik hesabatların məhdudiyyətləri də daxil olmaqla, şişə xas sübutlar xərçəng tədqiqatları toplusunda ayrıca qiymətləndirilir. Laboratoriya keyfiyyətli materialın saflığı və əldə edilməsi ilə bağlı məsələlər müalicədən ayrıdır və metilen mavisi məhsulunu necə seçmək olar məqaləsində izah olunur.