मिथिलीन ब्लू फोटोडायनामिक थेरेपी: उपचार का अध्ययन कैसे किया जाता है

मिथिलीन ब्लू के साथ फोटोडायनामिक थेरेपी सुनने में दो चरणों वाली लगती है। नीली डाई लगाएँ, लाल प्रकाश डालें। यह धारणा गलत है और इस उपचार को लेकर अधिकांश भ्रम की जड़ है। अध्ययन की गई प्रक्रिया के तीन भाग हैं, जिनका एक ही जगह पर एक ही समय में मौजूद होना आवश्यक है: प्रकाश अवशोषित करने वाले रूप में फोटोसेंसिटाइज़र, मापी गई खुराक पर उपयुक्त तरंगदैर्ध्य के फोटॉन, और हस्तांतरित ऊर्जा ग्रहण करने के लिए आणविक ऑक्सीजन। इनमें से कोई भी एक भाग हटा दें, तो बताए गए प्रभाव के लिए कोई क्रियाविधि नहीं बचती।

यह लेख बताता है कि शोधकर्ता इस तीन-भाग वाली प्रणाली का वर्णन कैसे करते हैं, वे किन मापदंडों को नियंत्रित करते हैं, और प्रकाशित तरंगदैर्ध्य तथा ऊर्जा के किसी मान को घरेलू प्रक्रिया में क्यों नहीं बदला जा सकता। कैंसर से जुड़े परिणाम अलग मिथिलीन ब्लू और कैंसर अनुसंधान की समीक्षा में शामिल हैं, और दंत संबंधी उपयोगों को मुख एवं दंत फोटोडायनामिक अनुसंधान में संकलित किया गया है। इनमें से किसी को भी यहाँ दोहराया नहीं गया है।

डाई एक फोटोसेंसिटाइज़र है, केवल रंग लगाने वाला पदार्थ नहीं

मिथिलीन ब्लू लाल प्रकाश को प्रबल रूप से अवशोषित करता है। इसके एकलक का अवशोषण शिखर लगभग 664 से 666 nm पर होता है और इसकी मोलर अवशोषण क्षमता बहुत अधिक होती है। इसी अवशोषण बैंड के कारण मिथिलीन ब्लू के साथ फोटोडायनामिक थेरेपी के अध्ययन लाल प्रकाश स्रोतों का उपयोग करते हैं, जो आम तौर पर लगभग 630 से 680 nm की सीमा में होते हैं। इस बैंड के बाहर का लैंप चमकीला दिख सकता है, जबकि उपयोगी उत्तेजन लगभग न के बराबर दे रहा हो। इस चुनाव के पीछे के तरंगदैर्ध्य संबंधी नियम मिथिलीन ब्लू लाल प्रकाश को कैसे अवशोषित करता है में समझाए गए हैं।

अवशोषण केवल पहला कदम है। उत्तेजित डाई अधिक समय तक रहने वाली ट्रिपलेट अवस्था में पहुँचती है, और वहाँ से दो प्रकाश-रासायनिक मार्ग उपलब्ध होते हैं। Type I रसायन में उत्तेजित डाई आसपास के पदार्थों के साथ इलेक्ट्रॉनों या हाइड्रोजन परमाणुओं का आदान-प्रदान करती है और मुक्त मूलक बनाती है; आगे की प्रतिक्रियाओं में सुपरऑक्साइड से जुड़ा रसायन भी शामिल होता है। Type II रसायन में ट्रिपलेट डाई सीधे मूल अवस्था की ऑक्सीजन को ऊर्जा हस्तांतरित करती है और सिंगलेट ऑक्सीजन बनाती है। ऑक्सीजन की मौजूदगी में मिथिलीन ब्लू मुख्यतः सिंगलेट ऑक्सीजन संवेदक के रूप में कार्य करता है। पानी में इसकी रिपोर्ट की गई क्वांटम उपज लगभग 0.5 है, जबकि स्थानीय परिवेश के साथ Type I का योगदान बढ़ता या घटता है। जैविक पदार्थों के साथ मिथिलीन ब्लू की प्रकाश-रसायनिकी की 1993 की समीक्षा दोनों मार्गों का विवरण देती है और दिखाती है कि इनके बीच का संतुलन डाई के लेबल से नहीं जाना जा सकता।

वही समीक्षा मुख्य न्यूक्लिक अम्ल लक्ष्य की पहचान भी करती है। DNA के क्षारकों में गुआनिन का ऑक्सीकरण विभव सबसे कम है, इसलिए सिंगलेट ऑक्सीजन प्राथमिकता से इसका ऑक्सीकरण करती है और 8-ऑक्सो-डीऑक्सीगुआनोसिन जैसे उत्पाद बनाती है। इस क्षति के लिए DNA के क्षारक युग्मों के बीच डाई का प्रवेश आवश्यक नहीं है। लेकिन समीक्षा यह चेतावनी भी देती है कि DNA को ही पूरी कहानी न माना जाए। मिथिलीन ब्लू प्रोटीन, लिपिड और झिल्लियों का ऑक्सीकरण करता है, और किसी भी प्रयोग में घातक लक्ष्य इस पर निर्भर करता है कि डाई कहाँ स्थानीयकृत होती है। इसलिए, संपर्क में रखे गए घोल की सांद्रता लक्ष्य पर पहुँचने वाली खुराक का कमजोर संकेतक है। इस प्रकाश-चालित रसायन की तुलना डाई की प्रकाश के बिना होने वाली रेडॉक्स भूमिकाओं से करने वाले पाठकों को दोनों को अलग रखना चाहिए, जैसा कि मिथिलीन ब्लू कोशिकाओं में कैसे काम करता है, इस विषय में बताया गया है।

एक प्रारंभिक यौगिक, अनुकूलित दवा नहीं

दूसरा प्रमुख स्रोत फीनोथायज़िनियम फोटोसेंसिटाइज़र के विकास की 2005 की समीक्षा है। यह मिथिलीन ब्लू को तैयार फोटोसेंसिटाइज़र के बजाय ज्ञात कमजोरियों वाली शुरुआती संरचना मानती है। संरचना में छोटे बदलाव लिपोफिलिकता, कोशिकीय ग्रहण, कोशिका के भीतर स्थानीयकरण, सिंगलेट ऑक्सीजन उत्पादन, प्रकाश के बिना विषाक्तता और अपचयन के प्रति प्रतिरोध को बदलते हैं। उदाहरण के लिए, क्रोमोफोर का मिथाइलीकरण लिपोफिलिकता और सिंगलेट ऑक्सीजन उत्पादन बढ़ाता है तथा निष्क्रिय ल्यूको रूप में अपचयन को धीमा करता है। मूल शोध में मिथाइलीकृत अनुरूप यौगिकों ने लगभग 7.2 J per square cm पर अधिक प्रकाश-विषाक्तता दिखाई। फिर भी, अधिक लिपोफिलिक होना अपने आप बेहतर नहीं है, क्योंकि अत्यधिक जल-विकर्षकता घुलनशीलता घटाती है, समुच्चयन को बढ़ावा देती है और प्रकाश-रसायनिकी के लिए आवश्यक ज्यामिति को विकृत कर सकती है।

ल्यूको रूप पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है, क्योंकि वह दिखाई नहीं देता। ऑक्सीकृत मिथिलीन ब्लू नीला होता है और लाल प्रकाश अवशोषित करता है। अपचयित ल्यूको-मिथिलीन ब्लू लगभग रंगहीन होता है और उसी बैंड में कमजोर अवशोषण करता है। इसलिए, कोशिकाओं के भीतर या कम ऑक्सीजन वाले ऊतक में अपचयित हो चुकी डाई दोबारा ऑक्सीकरण होने तक प्रकाश-सक्रिय अंश से अस्थायी रूप से बाहर हो जाती है। इस तरह ऊतक की रेडॉक्स अवस्था प्रभावी फोटोसेंसिटाइज़र सांद्रता को बदल देती है, भले ही लगाई गई सांद्रता स्थिर हो। इस डाई परिवार के शुरुआती नैदानिक और प्रयोगशाला उपयोगों सहित फॉर्मुलेशन का इतिहास चिकित्सा में मिथिलीन ब्लू का इतिहास में शामिल है।

अध्ययन तालिका: क्या बदलता है और उसका क्या अर्थ है

नीचे दी गई तालिका इस लेख के लिए तैयार की गई मूल तुलनात्मक सामग्री है। प्रत्येक पंक्ति उपचार का एक ऐसा चर दर्शाती है जिसे अध्ययनों में रिपोर्ट करना आवश्यक है। हर पंक्ति में आगे पढ़कर समझें कि एक सेटिंग बदलने से बाकी सभी का अर्थ क्यों बदल जाता है।

ऊपर दी गई सीमाएँ अध्ययनों में देखी गई सीमाएँ हैं, कोई अनुशंसित प्रोटोकॉल नहीं। इस अंतर को स्पष्ट करना ही तालिका का उद्देश्य है। रिपोर्ट की गई प्रकाश खुराकों में इतना व्यापक अंतर स्वयं इस बात का प्रमाण है कि मिथिलीन ब्लू के लिए कोई ऐसी प्रकाश खुराक नहीं है जिसे अन्य परिस्थितियों में लागू किया जा सके। प्रकाश-सक्रिय बायोफिल्म शोध का संबंधित प्रयोगशाला संदर्भ बायोफिल्म के विरुद्ध मिथिलीन ब्लू में मिलता है, और त्वचा तथा प्रकाश थेरेपी की व्यापक पृष्ठभूमि त्वचा की प्रकाश-संवेदनशीलता और प्रकाश खुराक की मूल बातों में दी गई है।

ऊर्जा के समान मान अलग जैविक परिणाम क्यों दे सकते हैं

जब भी प्रकाशित मापदंडों को उनके संदर्भ के बिना उद्धृत किया जाता है, चार भ्रम बार-बार सामने आते हैं।

पहला, फ्लुएंस खुराक नहीं है। समान तरंगदैर्ध्य और समान J per square cm पर प्रकाश के दो एक्सपोज़र अलग होते हैं यदि एक तेजी से और दूसरा धीरे दिया जाए, क्योंकि ऑक्सीजन की कमी, एक्सपोज़र के दौरान मरम्मत और डाई का फोटोब्लीचिंग, सभी दर और समय पर निर्भर करते हैं। विकिरण तीव्रता और एक्सपोज़र के समय के बिना ऊर्जा रिपोर्ट करने से प्रयोग का विवरण अधूरा रह जाता है।

दूसरा, ऊतक के प्रकाशीय गुण लैंप की सेटिंग का वास्तविक अर्थ बदल देते हैं। अवशोषण, प्रकीर्णन, सतह की ज्यामिति और पश्च-प्रकीर्णन के कारण ऊतक के भीतर फ्लुएंस लैंप के प्रकाश-निर्गम छिद्र पर मापे गए मान से काफी अलग हो सकता है। नैदानिक डोसिमेट्री साहित्य के अनुसार, कुछ परिस्थितियों में यह अंतर लगभग दो गुने के करीब हो सकता है। किसी शोधपत्र से लिया गया मान उस शोधपत्र की ज्यामिति का वर्णन करता है, हर ज्यामिति का नहीं।

तीसरा, स्थानीयकरण लक्ष्य तय करता है। धनायनिक डाई फॉर्मुलेशन, आवेश, लिपोफिलिकता, अंतराल और ऊतक के आधार पर झिल्लियों, माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम, जीवाणु आवरणों या बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स में अलग-अलग अनुपात में वितरित होती है। प्रकाश-रसायनिकी की 1993 की समीक्षा न्यूक्लिक अम्लों, प्रोटीन, लिपिड, झिल्लियों, कोशिकांगों, वायरस, जीवाणुओं, स्तनधारी कोशिकाओं और ट्यूमर प्रणालियों में क्षति का दस्तावेजीकरण करती है। यही कारण है कि समान डाई और प्रकाश का संयोजन अलग-अलग प्रयोग व्यवस्थाओं में अलग मार्गों से कोशिकाओं या सूक्ष्मजीवों को मार सकता है।

चौथा, ऑक्सीजन इस्तेमाल होकर घटती है। ऊँची फ्लुएंस दरें विसरण और रक्तप्रवाह द्वारा ऑक्सीजन की दोबारा आपूर्ति से आगे निकल सकती हैं और एक्सपोज़र के दौरान अस्थायी ऑक्सीजन की कमी पैदा कर सकती हैं। ऐसा होने पर अधिक प्रकाश जोड़ने से Type II का अतिरिक्त प्रभाव बहुत कम या बिल्कुल नहीं बढ़ता। प्रकाश को हिस्सों में देने और कम विकिरण तीव्रता का अध्ययन आंशिक रूप से इसी सीमा के समाधान के रूप में किया जाता है। इसी कारण सुरक्षा की सीमाएँ और ऊतक की ऑक्सीजन उपलब्धता, लैंप के उपयोग निर्देशों के बजाय नैदानिक सुरक्षा और पर्यवेक्षण मानकों का विषय हैं।

चिकित्सक के नेतृत्व वाली प्रक्रिया, घरेलू नुस्खा नहीं

अध्ययन किया गया उपचार ऐसी जगह दिया जाता है जहाँ निदान, डोसिमेट्री और पर्यवेक्षण एक साथ उपलब्ध हों। किसी को यह पुष्टि करनी होती है कि ऊतक का घाव या विकार क्या है और कितनी गहराई तक फैला है, उस लक्ष्य के अनुरूप फॉर्मुलेशन तथा डाई देने और प्रकाश डालने के बीच अंतराल चुनना होता है, निर्धारित ज्यामिति वाले निर्धारित क्षेत्र में स्रोत का अंशांकन करना होता है, और त्वचा, आँखों, दर्द तथा स्थानीय ऊतक की प्रतिक्रिया की निगरानी करनी होती है। आधारभूत फीनोथायज़िनियम विकास समीक्षा पूरे क्षेत्र को नियंत्रित परिस्थितियों में संरचना-क्रियाशीलता के अनुकूलन के रूप में प्रस्तुत करती है, न कि डाई और किसी भी सामान्य लाल प्रकाश के संयोजन के रूप में।

घर पर इसकी नकल करने में सभी नियंत्रित चर एक साथ अनियंत्रित हो जाते हैं। उपभोक्ता लैंप उपचार की दूरी पर अंशांकित वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता बहुत कम ही रिपोर्ट करते हैं। लगाई गई डाई की सांद्रता से एकलक के अनुपात या कोशिका के भीतर उसके स्थानीयकरण का पता नहीं चलता। ऊतक में ऑक्सीजन की उपलब्धता अज्ञात होती है और एक्सपोज़र के दौरान बदलती है। उद्धृत सीमाओं में से कोई भी घरेलू प्रोटोकॉल का आधार नहीं देती, और यह लेख जानबूझकर कोई उपयोग करने योग्य विधि नहीं बताता। प्रमाण की सामान्य गुणवत्ता पर विचार करने वाले पाठकों को किसी एक शोधपत्र से निष्कर्ष निकालने से पहले मिथिलीन ब्लू के अध्ययन को कैसे पढ़ें देखना चाहिए। फोटोसेंसिटाइज़र के बिना केवल प्रकाश वाले तरीकों में रुचि रखने वाले पाठकों को फोटोसेंसिटाइज़र के बिना लाल प्रकाश थेरेपी से शुरुआत करनी चाहिए।

यह लेख क्या स्थापित नहीं करता

यह लेख यह स्थापित नहीं करता कि मिथिलीन ब्लू फोटोडायनामिक थेरेपी त्वचा की किसी स्थिति को ठीक करती है, किसी संक्रमण को समाप्त करती है या किसी ट्यूमर का उपचार करती है। यहाँ उद्धृत क्रियाविधि संबंधी समीक्षाओं ने प्रकाश-रसायनिकी का मापन किया और डाई की संरचनाओं की तुलना की; उन्होंने कोई नैदानिक सांद्रता या फ्लुएंस निर्धारित नहीं किया। ऊपर उद्धृत मापदंडों की सीमाएँ अलग-अलग लक्ष्यों, गहराइयों, फॉर्मुलेशन और परिणाम-मापदंडों वाली विविध मानव रिपोर्टों तथा पशु मॉडलों से आती हैं, और उनका औसत निकालकर मार्गदर्शन नहीं बनाया जा सकता। ट्यूमर-विशिष्ट प्रमाणों का आकलन कैंसर अनुसंधान संग्रह में अलग से किया गया है, जिसमें बेसल सेल कार्सिनोमा, कापोसी सार्कोमा और मेलेनोमा पर शुरुआती नैदानिक रिपोर्टों की सीमाएँ भी शामिल हैं। प्रयोगशाला-ग्रेड सामग्री की शुद्धता और स्रोत संबंधी प्रश्न उपचार से अलग हैं और मिथिलीन ब्लू उत्पाद कैसे चुनें में संबोधित किए गए हैं।