મેથિલીન બ્લૂ ફોટોડાયનેમિક થેરાપી: સારવારનો અભ્યાસ કેવી રીતે થાય છે

મેથિલીન બ્લૂ સાથેની ફોટોડાયનેમિક થેરાપી જાણે બે પગલાંની પ્રક્રિયા હોય એવું લાગે છે. વાદળી રંગદ્રવ્ય લગાવો, લાલ પ્રકાશ પાડો. આ માનસિક ચિત્ર ખોટું છે, અને આ સારવાર વિશેની મોટાભાગની ગૂંચવણનું મૂળ પણ એ જ છે. અભ્યાસ કરાયેલી પ્રક્રિયામાં ત્રણ ભાગ છે, જે એક જ સ્થળે એક જ સમયે હાજર હોવા જરૂરી છે: પ્રકાશ શોષી શકે એવા સ્વરૂપમાં પ્રકાશસંવેદક, માપેલા ડોઝમાં યોગ્ય તરંગલંબાઈના ફોટોન અને સ્થાનાંતરિત ઊર્જા સ્વીકારવા માટે આણ્વિક ઑક્સિજન. આમાંથી કોઈ પણ એક ભાગ દૂર કરો તો દાવો કરાયેલી અસર માટે કોઈ કાર્યપદ્ધતિ રહેતી નથી.

આ લેખ સમજાવે છે કે સંશોધકો આ ત્રણ ભાગવાળી પ્રણાલીનું વર્ણન કેવી રીતે કરે છે, તેઓ કયા પરિમાણોને નિયંત્રિત કરે છે અને પ્રકાશિત તરંગલંબાઈ તથા ઊર્જાના આંકડાને ઘરની પ્રક્રિયામાં કેમ ફેરવી શકાતા નથી. કેન્સર સંબંધિત પરિણામો અલગ મેથિલીન બ્લૂ અને કેન્સર સંશોધનની સમીક્ષામાં સામેલ છે, અને દંત ઉપયોગો મૌખિક તથા દંત ફોટોડાયનેમિક સંશોધનમાં એકત્રિત કરવામાં આવ્યા છે. અહીં આ બંનેનું પુનરાવર્તન કરવામાં આવ્યું નથી.

રંગદ્રવ્ય પ્રકાશસંવેદક છે, માત્ર રંગ લગાડતું પદાર્થ નથી

મેથિલીન બ્લૂ લાલ પ્રકાશને મજબૂત રીતે શોષે છે; તેના મોનોમરનું શોષણ-શિખર 664 થી 666 nm નજીક હોય છે અને તેની મોલર શોષકતા ખૂબ ઊંચી હોય છે. આ શોષણ પટ્ટાને કારણે મેથિલીન બ્લૂ સાથેની ફોટોડાયનેમિક થેરાપીના અભ્યાસોમાં લાલ પ્રકાશના સ્ત્રોત વપરાય છે, સામાન્ય રીતે લગભગ 630 થી 680 nmની શ્રેણીમાં. આ પટ્ટાની બહારનો દીવો તેજસ્વી દેખાઈ શકે, છતાં ઉપયોગી ઉત્તેજન લગભગ ન આપતો હોય. આ પસંદગી પાછળના તરંગલંબાઈ સંબંધિત નિયમો મેથિલીન બ્લૂ લાલ પ્રકાશ કેવી રીતે શોષે છેમાં સમજાવ્યા છે.

શોષણ માત્ર પહેલું પગલું છે. ઉત્તેજિત રંગદ્રવ્ય વધુ લાંબો સમય ટકતી ટ્રિપ્લેટ અવસ્થામાં જાય છે, અને ત્યાંથી બે પ્રકાશરાસાયણિક માર્ગ ઉપલબ્ધ થાય છે. પ્રકાર Iની રસાયણિક પ્રક્રિયામાં ઉત્તેજિત રંગદ્રવ્ય નજીકના સબસ્ટ્રેટ સાથે ઇલેક્ટ્રોન અથવા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની આપલે કરે છે અને મુક્ત મૂલકો ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં આગળ સુપરઑક્સાઇડ સંબંધિત રસાયણિક પ્રક્રિયા પણ સામેલ છે. પ્રકાર IIની રસાયણિક પ્રક્રિયામાં ટ્રિપ્લેટ અવસ્થાનું રંગદ્રવ્ય મૂળ અવસ્થાના ઑક્સિજનને સીધી ઊર્જા આપે છે અને સિંગલેટ ઑક્સિજન ઉત્પન્ન કરે છે. ઑક્સિજનયુક્ત પરિસ્થિતિઓમાં મેથિલીન બ્લૂ મુખ્યત્વે સિંગલેટ ઑક્સિજન સંવેદક તરીકે કાર્ય કરે છે; પાણીમાં તેની ક્વાન્ટમ ઉપજ લગભગ 0.5 નોંધાઈ છે, જ્યારે પ્રકાર Iનું યોગદાન સ્થાનિક વાતાવરણ મુજબ વધે કે ઘટે છે. જૈવિક સબસ્ટ્રેટ સાથે મેથિલીન બ્લૂની પ્રકાશરસાયણિક પ્રક્રિયાઓની 1993ની સમીક્ષા બંને માર્ગો દર્શાવે છે અને સમજાવે છે કે તેમનું સંતુલન રંગદ્રવ્યના લેબલ પરથી કેમ જાણી શકાતું નથી.

આ જ સમીક્ષા ન્યુક્લિક ઍસિડના મુખ્ય લક્ષ્યનું નામ પણ આપે છે. DNAના બેઝમાં ગ્વાનિનનું ઑક્સિડેશન પોટેન્શિયલ સૌથી ઓછું હોય છે, તેથી સિંગલેટ ઑક્સિજન પ્રાથમિક રીતે તેનું ઑક્સિડેશન કરે છે અને 8-oxo-deoxyguanosine જેવા ઉત્પાદનો બનાવે છે. આ નુકસાન માટે DNAમાં ઇન્ટરકેલેશન થવું જરૂરી નથી. પરંતુ સમીક્ષા DNAને સમગ્ર બાબત માની લેવાની સામે પણ ચેતવે છે. મેથિલીન બ્લૂ પ્રોટીન, લિપિડ અને પટલોનું ઑક્સિડેશન કરે છે, અને કોઈ પણ પ્રયોગમાં ઘાતક લક્ષ્ય કયું હશે તે રંગદ્રવ્ય ક્યાં સ્થિત થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. તેથી આસપાસના દ્રાવણમાંની સાંદ્રતા લક્ષ્યસ્થાનના ડોઝનો નબળો પરોક્ષ માપ છે. આ પ્રકાશથી ચાલતી રસાયણિક પ્રક્રિયાની તુલના રંગદ્રવ્યની પ્રકાશવિહીન રેડૉક્સ ભૂમિકાઓ સાથે કરતા વાચકોએ બંનેને અલગ રાખવા જોઈએ, જેમ કે મેથિલીન બ્લૂ કોષોમાં કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેમાં સમજાવ્યું છે.

પ્રારંભિક સંયોજન, સંપૂર્ણ રીતે અનુકૂલિત ઔષધ નહીં

બીજો આધારભૂત સ્રોત ફિનોથાયઝિનિયમ પ્રકાશસંવેદકોના વિકાસની 2005ની સમીક્ષા છે, જે મેથિલીન બ્લૂને તૈયાર પ્રકાશસંવેદક તરીકે નહીં, પરંતુ જાણીતી ખામીઓ ધરાવતા પ્રારંભિક માળખા તરીકે જુએ છે. માળખામાં નાના ફેરફારો લિપોફિલિસિટી, કોષીય ગ્રહણ, કોષની અંદરનું સ્થાન, સિંગલેટ ઑક્સિજનનું ઉત્પાદન, પ્રકાશની ગેરહાજરીમાં વિષાક્તતા અને રિડક્શન સામેનો પ્રતિકાર બદલે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્રોમોફોરનું મિથિલેશન લિપોફિલિસિટી અને સિંગલેટ ઑક્સિજનનું ઉત્પાદન વધારે છે તથા નિષ્ક્રિય લ્યુકો સ્વરૂપમાં થતું રિડક્શન ધીમું કરે છે, અને આધારભૂત સંશોધનમાં મિથિલેટેડ સમરૂપ સંયોજનોએ લગભગ 7.2 J per square cm પર વધુ પ્રકાશવિષાક્તતા દર્શાવી હતી. તેમ છતાં વધુ લિપોફિલિક હોવું આપમેળે વધુ સારું નથી, કારણ કે અતિશય જલવિરોધિતા દ્રાવ્યતા ઘટાડે છે, એકત્રીકરણ વધારે છે અને પ્રકાશરાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ભૂમિતિને વિકૃત કરી શકે છે.

લ્યુકો સ્વરૂપનો મુદ્દો ખાસ ધ્યાન માગે છે, કારણ કે તે દેખાતો નથી. ઑક્સિડાઇઝ્ડ મેથિલીન બ્લૂ વાદળી હોય છે અને લાલ પ્રકાશ શોષે છે. રિડ્યુસ્ડ લ્યુકો-મેથિલીન બ્લૂ લગભગ રંગહીન હોય છે અને એ જ પટ્ટામાં નબળું શોષણ કરે છે. તેથી કોષોની અંદર અથવા ઓછા ઑક્સિજનવાળા પેશીમાં રિડ્યુસ્ડ થયેલું રંગદ્રવ્ય ફરી ઑક્સિડેશન થાય ત્યાં સુધી અસ્થાયી રીતે પ્રકાશસક્રિય જથ્થામાંથી બહાર રહે છે. એટલે લગાડેલી સાંદ્રતા નિશ્ચિત હોય ત્યારે પણ પેશીની રેડૉક્સ અવસ્થા પ્રકાશસંવેદકની અસરકારક સાંદ્રતા બદલે છે. રંગદ્રવ્યના આ પરિવારના પ્રારંભિક ક્લિનિકલ અને પ્રયોગશાળાકીય ઉપયોગો સહિત ફોર્મ્યુલેશનનો ઇતિહાસ ચિકિત્સામાં મેથિલીન બ્લૂનો ઇતિહાસમાં આવરી લેવાયો છે.

અભ્યાસ-સારણી: શું બદલાય છે અને તેનો અર્થ શું છે

નીચેની સારણી આ લેખ માટેની મૂળ તુલનાત્મક સામગ્રી છે. દરેક પંક્તિ સારવારનું એક ચલ પરિમાણ દર્શાવે છે, જે અભ્યાસોએ નોંધવું જરૂરી છે. એક સેટિંગ બદલવાથી બાકીનાં બધાંનો અર્થ કેમ બદલાય છે તે સમજવા માટે દરેક પંક્તિ આડી રીતે વાંચો.

ઉપરની શ્રેણીઓ અભ્યાસોમાં જોવા મળેલી શ્રેણીઓ છે, ભલામણ કરેલી પ્રક્રિયા નથી. આ ભેદ જ સારણીનો મુખ્ય મુદ્દો છે. નોંધાયેલા પ્રકાશ ડોઝની વિશાળ શ્રેણી પોતે જ પુરાવો છે કે મેથિલીન બ્લૂ માટે એક સંદર્ભમાંથી બીજામાં લાગુ કરી શકાય એવો પ્રકાશ ડોઝ અસ્તિત્વમાં નથી. પ્રકાશથી સક્રિય થતા બાયોફિલ્મ સંશોધનનો સંબંધિત પ્રયોગશાળાકીય સંદર્ભ બાયોફિલ્મ સામે મેથિલીન બ્લૂમાં છે, અને ત્વચા તથા પ્રકાશ થેરાપીની વ્યાપક પૃષ્ઠભૂમિ ત્વચાની પ્રકાશસંવેદનશીલતા અને પ્રકાશ ડોઝના મૂળભૂત મુદ્દાઓમાં છે.

સમાન ઊર્જાના આંકડા અલગ જૈવિક પરિણામો કેમ આપી શકે છે

પ્રકાશિત પરિમાણો તેમના સંદર્ભ વિના ટાંકવામાં આવે ત્યારે ચાર ગૂંચવણો વારંવાર સામે આવે છે.

પ્રથમ, ફ્લુએન્સ એટલે ડોઝ નહીં. સમાન તરંગલંબાઈ અને સમાન J per square cmવાળાં બે પ્રકાશ એક્સપોઝર જુદાં પડે છે જો એક ઝડપથી અને બીજું ધીમેથી આપવામાં આવે, કારણ કે ઑક્સિજનનું ઘટવું, એક્સપોઝર દરમિયાન થતું સમારકામ અને રંગદ્રવ્યનું ફોટોબ્લીચિંગ બધું દર અને સમય પર આધાર રાખે છે. ઇરેડિયન્સ અને એક્સપોઝર સમય વિના ઊર્જા નોંધવાથી પ્રયોગનું વર્ણન અધૂરું રહે છે.

બીજું, પેશીના પ્રકાશીય ગુણધર્મો દીવાના સેટિંગનો અર્થ બદલી નાખે છે. શોષણ, વિખેરણ, સપાટીની ભૂમિતિ અને પાછળ તરફ વિખેરણને કારણે પેશીની અંદરનું ફ્લુએન્સ દીવાના મુખ પર માપેલા મૂલ્યથી નોંધપાત્ર રીતે જુદું હોઈ શકે છે; ક્લિનિકલ ડોઝિમેટ્રી સાહિત્ય મુજબ કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં તફાવત લગભગ બે ગણો હોઈ શકે છે. કોઈ સંશોધનપત્રમાંથી લીધેલો આંકડો તે પત્રમાં વપરાયેલી ભૂમિતિનું વર્ણન કરે છે, દરેક ભૂમિતિનું નહીં.

ત્રીજું, સ્થાન લક્ષ્ય નક્કી કરે છે. ધનભારિત રંગદ્રવ્ય ફોર્મ્યુલેશન, વિદ્યુતભાર, લિપોફિલિસિટી, સમયાંતર અને પેશીના આધારે પટલો, માઇટોકોન્ડ્રિયા, લાઇસોસોમ, બેક્ટેરિયાના આવરણો અથવા કોષબાહ્ય મેટ્રિક્સમાં વિતરિત થાય છે. 1993ની પ્રકાશરસાયણિક સમીક્ષા ન્યુક્લિક ઍસિડ, પ્રોટીન, લિપિડ, પટલો, કોષાંગો, વાયરસ, બેક્ટેરિયા, સસ્તન પ્રાણીઓના કોષો અને ગાંઠ પ્રણાલીઓમાં થતા નુકસાનની નોંધ કરે છે. આ જ કારણથી રંગદ્રવ્ય અને પ્રકાશની એક જ જોડી અલગ પ્રયોગ વ્યવસ્થાઓમાં અલગ માર્ગોથી નાશ કરી શકે છે.

ચોથું, ઑક્સિજન વપરાઈ જાય છે. ઊંચા ફ્લુએન્સ દર પ્રસરણ અને રક્તપ્રવાહ દ્વારા ફરી મળતા ઑક્સિજન કરતાં વધુ ઝડપથી તેનો વપરાશ કરી શકે છે અને એક્સપોઝરની વચ્ચે અસ્થાયી ઑક્સિજનની અછત પેદા કરી શકે છે. આવું થાય ત્યારે વધુ પ્રકાશ આપવાથી પ્રકાર IIની વધારાની અસર ખૂબ ઓછી થાય છે અથવા થતી જ નથી. પ્રકાશને ભાગોમાં આપવાની પદ્ધતિ અને ઓછા ઇરેડિયન્સનો અભ્યાસ અંશતઃ આ મર્યાદાના જવાબ તરીકે થાય છે. આ જ કારણથી સલામતીની મર્યાદાઓ અને પેશીમાં ઑક્સિજનની ઉપલબ્ધતા દીવાની સૂચનપુસ્તિકાને બદલે ક્લિનિકલ સલામતી અને દેખરેખના ધોરણોમાં આવવી જોઈએ.

ચિકિત્સકના માર્ગદર્શન હેઠળની પ્રક્રિયા, ઘરેલું રીત નહીં

અભ્યાસ કરાયેલી સારવાર ત્યાં આપવામાં આવે છે જ્યાં નિદાન, ડોઝિમેટ્રી અને દેખરેખ એકસાથે ઉપલબ્ધ હોય. કોઈએ પુષ્ટિ કરવી પડે કે વિકૃતિ શું છે અને તે કેટલી ઊંડે ફેલાયેલી છે, તે લક્ષ્યને અનુરૂપ ફોર્મ્યુલેશન અને રંગદ્રવ્ય-પ્રકાશ સમયાંતર પસંદ કરવું પડે, નિર્ધારિત ભૂમિતિ સાથે નિર્ધારિત ક્ષેત્ર પર પ્રકાશસ્ત્રોતનું માપાંકન કરવું પડે અને ત્વચા, આંખો, દુખાવો તથા સ્થાનિક પેશીની પ્રતિક્રિયાનું નિરીક્ષણ કરવું પડે. આધારભૂત ફિનોથાયઝિનિયમ વિકાસ સમીક્ષા સમગ્ર ક્ષેત્રને નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં માળખા અને સક્રિયતાના અનુકૂલન તરીકે રજૂ કરે છે, રંગદ્રવ્ય અને કોઈ પણ સામાન્ય લાલ પ્રકાશના જોડાણ તરીકે નહીં.

ઘરે તેનું અનુકરણ કરવાથી બધાં નિયંત્રિત પરિમાણો પર એકસાથે નિષ્ફળતા થાય છે. ગ્રાહક ઉપયોગના દીવા સારવારના અંતરે માપાંકિત સ્પેક્ટ્રલ ઇરેડિયન્સ ભાગ્યે જ દર્શાવે છે. લગાડેલા રંગદ્રવ્યની સાંદ્રતા મોનોમરના અંશ અથવા કોષની અંદરના સ્થાન વિશે કશું કહેતી નથી. પેશીમાં ઑક્સિજનની ઉપલબ્ધતા અજ્ઞાત હોય છે અને એક્સપોઝર દરમિયાન બદલાય છે. ટાંકેલી કોઈ પણ શ્રેણી ઘરેલું પ્રક્રિયાને મંજૂરી આપતી નથી, અને આ લેખ ઇરાદાપૂર્વક અમલમાં મૂકી શકાય એવી કોઈ રીત આપતો નથી. પુરાવાની સામાન્ય ગુણવત્તા તોલતા વાચકોએ કોઈ એક સંશોધનપત્ર પરથી નિષ્કર્ષ કાઢતાં પહેલાં મેથિલીન બ્લૂનો અભ્યાસ કેવી રીતે વાંચવોનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, અને પ્રકાશસંવેદક વિના માત્ર પ્રકાશના અભિગમો વિશે ઉત્સુક વાચકોએ પ્રકાશસંવેદક વિના લાલ પ્રકાશ થેરાપીથી શરૂઆત કરવી જોઈએ.

આ લેખ શું સ્થાપિત કરતો નથી

આ લેખ એવું સ્થાપિત કરતો નથી કે મેથિલીન બ્લૂ ફોટોડાયનેમિક થેરાપી ત્વચાની કોઈ સ્થિતિને મટાડે છે, કોઈ ચેપ દૂર કરે છે અથવા કોઈ ગાંઠની સારવાર કરે છે. અહીં ટાંકેલી કાર્યપદ્ધતિ સંબંધિત સમીક્ષાઓએ પ્રકાશરસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માપી હતી અને રંગદ્રવ્યોનાં માળખાંની તુલના કરી હતી; તેમણે કોઈ ક્લિનિકલ સાંદ્રતા કે ફ્લુએન્સ સૂચવ્યું નહોતું. ઉપર ટાંકેલી પરિમાણ શ્રેણીઓ જુદાં લક્ષ્યો, ઊંડાઈઓ, ફોર્મ્યુલેશન અને પરિણામ-માપદંડ ધરાવતા વિવિધ માનવ અહેવાલો તથા પ્રાણી મોડેલોમાંથી આવે છે, અને તેમની સરેરાશ કાઢીને માર્ગદર્શન બનાવી શકાતું નથી. બેઝલ સેલ કાર્સિનોમા, કાપોશી સાર્કોમા અને મેલાનોમા અંગેના પ્રારંભિક ક્લિનિકલ અહેવાલોની મર્યાદાઓ સહિત ગાંઠ-વિશિષ્ટ પુરાવાનું મૂલ્યાંકન કેન્સર સંશોધન સંગ્રહમાં અલગથી કરવામાં આવ્યું છે. પ્રયોગશાળા-ગ્રેડ સામગ્રીની શુદ્ધતા અને મેળવવાના સ્રોત સંબંધિત પ્રશ્નો સારવારથી અલગ છે અને મેથિલીન બ્લૂનું ઉત્પાદન કેવી રીતે પસંદ કરવુંમાં આવરી લેવાયા છે.