Фотадынамічная тэрапія з метыленавым сінім: як даследуюць лячэнне

Фотадынамічная тэрапія з метыленавым сінім на першы погляд складаецца з двух крокаў. Нанесці сіні фарбавальнік, пасвяціць чырвоным святлом. Такая ўяўная мадэль памылковая, і менавіта яна выклікае большасць непаразуменняў наконт гэтага лячэння. Даследаваная працэдура мае тры кампаненты, якія павінны прысутнічаць у адным месцы адначасова: фотасенсібілізатар у форме, якая паглынае святло, фатоны адпаведнай даўжыні хвалі ў вымеранай дозе і малекулярны кісларод, які прымае перададзеную энергію. Калі прыбраць хоць адзін кампанент, заяўлены эфект не будзе мець механізму рэалізацыі.

Гэты артыкул тлумачыць, як даследчыкі апісваюць гэтую трохкампанентную сістэму, якія параметры кантралююць і чаму апублікаваныя значэнні даўжыні хвалі і энергіі нельга ператварыць у хатнюю працэдуру. Вынікі даследаванняў раку разглядаюцца ў асобным аглядзе метыленавага сіняга і даследаванняў раку, а стаматалагічныя прымяненні сабраны ў матэрыялах пра фотадынамічныя даследаванні ў паражніне рота і стаматалогіі. Ні тыя, ні іншыя тут не паўтараюцца.

Фарбавальнік — гэта фотасенсібілізатар, а не сродак для афарбоўвання

Метыленавы сіні інтэнсіўна паглынае чырвонае святло: пік паглынання манамера знаходзіцца каля 664 да 666 nm, а малярны каэфіцыент паглынання вельмі высокі. Менавіта праз гэтую паласу паглынання ў даследаваннях фотадынамічнай тэрапіі з метыленавым сінім выкарыстоўваюць крыніцы чырвонага святла, звычайна ў дыяпазоне прыкладна ад 630 да 680 nm. Лямпа па-за гэтай паласой можа выглядаць яркай, але амаль не забяспечваць прыдатнага ўзбуджэння. Заканамернасці, звязаныя з даўжынёй хвалі, на якіх грунтуецца гэты выбар, тлумачацца ў матэрыяле пра тое, як метыленавы сіні паглынае чырвонае святло.

Паглынанне — толькі першы крок. Узбуджаны фарбавальнік пераходзіць у больш доўгажывучы трыплетны стан, з якога магчымыя два фотахімічныя шляхі. У рэакцыях тыпу I ўзбуджаны фарбавальнік абменьваецца электронамі або атамамі вадароду з суседнімі субстратамі і ўтварае радыкалы, у тым ліку з наступным удзелам супераксіду ў рэакцыях. У рэакцыях тыпу II фарбавальнік у трыплетным стане перадае энергію непасрэдна кіслароду ў асноўным стане і ўтварае сінглетны кісларод. Пры наяўнасці кіслароду метыленавы сіні дзейнічае пераважна як сенсібілізатар утварэння сінглетнага кіслароду; паводле апублікаваных даных, квантавы выхад у вадзе складае каля 0.5, а ўклад рэакцый тыпу I павялічваецца або змяншаецца ў залежнасці ад лакальнага асяроддзя. Агляд фотахіміі метыленавага сіняга з біялагічнымі субстратамі за 1993 год апісвае абодва шляхі і паказвае, чаму іх суадносіны нельга вызначыць паводле этыкеткі фарбавальніка.

Той жа агляд называе асноўную мішэнь сярод кампанентаў нуклеінавых кіслот. Гуанін мае найніжэйшы патэнцыял акіслення сярод асноў ДНК, таму сінглетны кісларод акісляе яго пераважна, утвараючы такія прадукты, як 8-окса-дэзаксігуаназін. Для гэтага пашкоджання інтэркаляцыя ў ДНК не патрабуецца. Але агляд таксама перасцерагае ад таго, каб лічыць ДНК адзінай мішэнню. Метыленавы сіні акісляе бялкі, ліпіды і мембраны, а мішэнь, пашкоджанне якой прыводзіць да гібелі ў канкрэтным эксперыменце, залежыць ад лакалізацыі фарбавальніка. Таму канцэнтрацыя ў растворы, які акружае аб'ект, — слабы ўскосны паказчык дозы ў мішэні. Чытачам, якія параўноўваюць гэтую хімію пад дзеяннем святла з акісляльна-аднаўленчымі ролямі фарбавальніка ў цемры, варта адрозніваць гэтыя працэсы, як патлумачана ў матэрыяле пра тое, як метыленавы сіні дзейнічае ў клетках.

Злучэнне-лідар, а не аптымізаваны прэпарат

Другая апорная крыніца — агляд распрацоўкі фенатыязініевых фотасенсібілізатараў за 2005 год, у якім метыленавы сіні разглядаецца як зыходная структура з вядомымі недахопамі, а не як гатовы фотасенсібілізатар. Невялікія структурныя змены ўплываюць на ліпафільнасць, паглынанне клеткамі, унутрыклеткавую лакалізацыю, выхад сінглетнага кіслароду, таксічнасць у цемры і ўстойлівасць да аднаўлення. Напрыклад, метыляванне храмафора павышае ліпафільнасць і ўтварэнне сінглетнага кіслароду, а таксама запавольвае аднаўленне да неактыўнай лейкаформы; у працы, на якой грунтуецца агляд, метыляваныя аналагі паказалі большую фотатаксічнасць пры прыкладна 7.2 J на квадратны cm. Аднак большая ліпафільнасць усё роўна не азначае аўтаматычна лепшы вынік, бо празмерная гідрафобнасць пагаршае растваральнасць, спрыяе агрэгацыі і можа скажаць геаметрыю, неабходную для фотахімічных працэсаў.

Пытанне лейкаформы заслугоўвае асаблівай увагі, бо гэтая змена нябачная. Акіслены метыленавы сіні мае сіні колер і паглынае чырвонае святло. Адноўлены лейкаметыленавы сіні амаль бясколерны і слаба паглынае святло ў той жа паласе, таму фарбавальнік, адноўлены ўнутры клетак або ў тканцы з нізкім забеспячэннем кіслародам, часова выпадае з фотаактыўнага пулу да паўторнага акіслення. Такім чынам, акісляльна-аднаўленчы стан тканкі змяняе эфектыўную канцэнтрацыю фотасенсібілізатара нават пры нязменнай канцэнтрацыі нанесенага раствору. Гісторыя прэпаратыўных формаў, у тым ліку ранніх клінічных і лабараторных ужыванняў гэтага сямейства фарбавальнікаў, разглядаецца ў гісторыі метыленавага сіняга ў медыцыне.

Табліца даследаванняў: што змяняецца і што гэта азначае

Прыведзеная ніжэй табліца — арыгінальны параўнальны матэрыял гэтага артыкула. Кожны радок паказвае адну зменную працэдуры, якую неабходна апісваць у даследаваннях. Чытайце радкі злева направа, каб зразумець, чаму змена аднаго параметра змяняе значэнне ўсіх астатніх.

Прыведзеныя вышэй дыяпазоны — гэта дыяпазоны, якія сустракаліся ў даследаваннях, а не рэкамендаваны пратакол. Гэтае адрозненне і ёсць галоўны сэнс табліцы. Сама шырыня дыяпазону апублікаваных доз святла сведчыць пра тое, што ўніверсальнай дозы святла для метыленавага сіняга, якую можна пераносіць паміж умовамі, не існуе. Звязаны лабараторны кантэкст прац па ўздзеянні на біяплёнкі з актывацыяй святлом прыведзены ў матэрыяле метыленавы сіні супраць біяплёнак, а больш шырокія звесткі пра скуру і светлавую тэрапію — у матэрыяле пра святлоадчувальнасць скуры і асновы дазавання святла.

Чаму аднолькавыя значэнні энергіі могуць даваць розныя біялагічныя вынікі

Калі апублікаваныя параметры цытуюць без кантэксту, паўтараюцца чатыры непаразуменні.

Па-першае, флюенс — не доза. Два ўздзеянні пры аднолькавай даўжыні хвалі і аднолькавых J на квадратны cm адрозніваюцца, калі адно праводзіцца хутка, а другое павольна, бо вычарпанне кіслароду, аднаўленне падчас уздзеяння і фотавыцвітанне фарбавальніка залежаць ад хуткасці і часу. Калі паведамляць толькі энергію без шчыльнасці магутнасці апраменьвання і часу ўздзеяння, апісанне эксперыменту будзе няпоўным.

Па-другое, аптычныя ўласцівасці тканкі змяняюць тое, што зададзена наладамі лямпы. Паглынанне, рассейванне, геаметрыя паверхні і зваротнае рассейванне азначаюць, што флюенс унутры тканкі можа істотна адрознівацца ад значэння, вымеранага на выхадной апертуры лямпы; паводле літаратуры па клінічнай дазіметрыі, пры некаторых умовах адрозненне можа набліжацца да двухразовага. Лік, скапіяваны з артыкула, апісвае геаметрыю таго даследавання, а не любую геаметрыю.

Па-трэцяе, лакалізацыя вызначае мішэнь. Катыённы фарбавальнік размяркоўваецца ў мембранах, мітахондрыях, лізасомах, бактэрыяльных абалонках або пазаклеткавым матрыксе ў залежнасці ад прэпаратыўнай формы, зараду, ліпафільнасці, інтэрвалу і тканкі. Агляд фотахіміі за 1993 год дакументуе пашкоджанні нуклеінавых кіслот, бялкоў, ліпідаў, мембран, арганэл, вірусаў, бактэрый, клетак млекакормячых і пухлінных сістэм. Менавіта таму адна і тая ж камбінацыя фарбавальніка і святла ў розных умовах можа прыводзіць да гібелі рознымі шляхамі.

Па-чацвёртае, кісларод расходуецца. Высокая хуткасць падачы флюенсу можа перавышаць хуткасць папаўнення кіслароду праз дыфузію і перфузію і выклікаць часовую гіпаксію падчас уздзеяння. Калі гэта адбываецца, дадатковае святло амаль не ўзмацняе эфект тыпу II або зусім не дадае яго. Фракцыянаванне і ніжэйшую шчыльнасць магутнасці апраменьвання даследуюць у тым ліку як спосабы пераадолення гэтага абмежавання. Таму запасы бяспекі і забеспячэнне тканкі кіслародам павінны разглядацца ў стандартах клінічнай бяспекі і нагляду, а не ў інструкцыі да лямпы.

Працэдура пад кіраўніцтвам клініцыста, а не хатні рэцэпт

Даследаванае лячэнне праводзіцца там, дзе спалучаюцца дыягностыка, дазіметрыя і нагляд. Неабходна пацвердзіць, што ўяўляе сабой паражэнне і на якую глыбіню яно распаўсюджваецца, выбраць прэпаратыўную форму і інтэрвал паміж прымяненнем прэпарату і асвятленнем, адпаведныя гэтай мішэні, адкалібраваць крыніцу для вызначанай вобласці з вызначанай геаметрыяй і кантраляваць стан скуры, вачэй, боль і мясцовую рэакцыю тканак. Асноўны агляд распрацоўкі фенатыязініевых злучэнняў разглядае ўсю галіну як аптымізацыю залежнасці паміж структурай і актыўнасцю ў кантраляваных умовах, а не як спалучэнне фарбавальніка з любым чырвоным святлом.

Хатняе паўтарэнне не забяспечвае кантролю ніводнай з гэтых зменных. Для бытавых лямпаў рэдка паведамляюць адкалібраваную спектральную шчыльнасць магутнасці апраменьвання на адлегласці, на якой праводзіцца ўздзеянне. Канцэнтрацыя нанесенага фарбавальніка нічога не кажа пра долю манамера або ўнутрыклеткавую лакалізацыю. Забеспячэнне тканкі кіслародам невядомае і змяняецца падчас уздзеяння. Ніводзін з прыведзеных дыяпазонаў не дае падстаў для хатняга пратаколу, і гэты артыкул наўмысна не змяшчае прыдатнага да прымянення рэцэпту. Чытачам, якія ацэньваюць агульную якасць доказаў, варта звярнуцца да матэрыялу пра тое, як чытаць даследаванне метыленавага сіняга, перш чым рабіць высновы з асобнага артыкула. А тым, хто цікавіцца падыходамі толькі са святлом, без фотасенсібілізатара, варта пачаць з матэрыялу пра тэрапію чырвоным святлом без фотасенсібілізатара.

Чаго гэты артыкул не ўстанаўлівае

Ён не ўстанаўлівае, што фотадынамічная тэрапія з метыленавым сінім вылечвае якое-небудзь захворванне скуры, ліквідуе якую-небудзь інфекцыю або лечыць якую-небудзь пухліну. У працы, разгледжаныя ў цытаваных тут механістычных аглядах, уваходзілі вымярэнні фотахімічных працэсаў і параўнанні структур фарбавальнікаў; яны не прадпісвалі клінічнай канцэнтрацыі або флюенсу. Прыведзеныя вышэй дыяпазоны параметраў паходзяць з разнастайных даследаванняў на людзях і жывёльных мадэлях з рознымі мішэнямі, глыбінямі, прэпаратыўнымі формамі і канчатковымі паказчыкамі, і іх нельга ўсярэдніць, каб атрымаць рэкамендацыі. Доказы, якія датычацца канкрэтных пухлін, у тым ліку абмежаванні ранніх клінічных паведамленняў пра базальнаклетачную карцыному, саркому Капошы і меланому, ацэньваюцца асобна ў падборцы даследаванняў раку. Пытанні чысціні і выбару пастаўшчыка матэрыялу лабараторнай якасці не звязаныя непасрэдна з лячэннем і разглядаюцца ў матэрыяле пра тое, як выбраць прадукт з метыленавым сінім.