მეთილენის ლურჯით ფოტოდინამიკური თერაპია: როგორ იკვლევენ მკურნალობას

მეთილენის ლურჯით ფოტოდინამიკური თერაპია თითქოს ორი ნაბიჯისგან შედგება: წაისვით ლურჯი საღებავი და მიანათეთ წითელი სინათლე. ეს წარმოდგენა მცდარია და ამ მკურნალობის შესახებ გაუგებრობების უმეტესობაც სწორედ აქედან მომდინარეობს. შესწავლილ პროცედურას სამი კომპონენტი აქვს, რომლებიც ერთსა და იმავე ადგილას, ერთსა და იმავე დროს უნდა იყოს წარმოდგენილი: ფოტოსენსიბილიზატორი სინათლის შთანმთქმელ ფორმაში, შესაბამისი ტალღის სიგრძის ფოტონები გაზომილი დოზით და მოლეკულური ჟანგბადი გადაცემული ენერგიის მისაღებად. რომელიმე კომპონენტის გარეშე ნავარაუდევ ეფექტს მექანიზმი აღარ აქვს.

ეს სტატია განმარტავს, როგორ აღწერენ მკვლევრები ამ სამკომპონენტიან სისტემას, რომელ პარამეტრებს აკონტროლებენ და რატომ ვერ გარდაიქმნება გამოქვეყნებული ტალღის სიგრძე და ენერგიის რიცხვითი მაჩვენებელი სახლის პირობებში ჩასატარებელ პროცედურად. კიბოსთან დაკავშირებული შედეგები განხილულია ცალკე მეთილენის ლურჯისა და კიბოს კვლევების მიმოხილვაში, ხოლო სტომატოლოგიური გამოყენებები თავმოყრილია პირის ღრუსა და სტომატოლოგიური ფოტოდინამიკური კვლევების მასალებში. აქ არცერთი მათგანი არ მეორდება.

საღებავი ფოტოსენსიბილიზატორია და არა უბრალოდ შემღებავი ნივთიერება

მეთილენის ლურჯი ძლიერ შთანთქავს წითელ სინათლეს; მონომერის შთანთქმის პიკი დაახლოებით 664-დან 666 nm-მდეა, მოლური შთანთქმის კოეფიციენტი კი ძალიან მაღალია. სწორედ ამ შთანთქმის ზოლის გამო მეთილენის ლურჯით ფოტოდინამიკური თერაპიის კვლევებში იყენებენ წითელ სინათლის წყაროებს, ჩვეულებრივ დაახლოებით 630-დან 680 nm-მდე დიაპაზონში. ამ ზოლის გარეთ მომუშავე ნათურა შეიძლება კაშკაშა ჩანდეს, მაგრამ გამოსადეგ აგზნებას თითქმის არ ქმნიდეს. ამ არჩევანის განმსაზღვრელი ტალღის სიგრძის კანონზომიერებები ახსნილია სტატიაში როგორ შთანთქავს მეთილენის ლურჯი წითელ სინათლეს.

შთანთქმა მხოლოდ პირველი ნაბიჯია. აგზნებული საღებავი გადადის უფრო ხანგრძლივად არსებულ ტრიპლეტურ მდგომარეობაში, საიდანაც ორი ფოტოქიმიური გზა ხდება შესაძლებელი. I ტიპის ქიმიურ პროცესში აგზნებული საღებავი ახლომდებარე სუბსტრატებთან ელექტრონებს ან წყალბადის ატომებს ცვლის და წარმოქმნის რადიკალებს; შემდგომ რეაქციებში სუპეროქსიდიც მონაწილეობს. II ტიპის ქიმიურ პროცესში ტრიპლეტურ მდგომარეობაში მყოფი საღებავი ენერგიას პირდაპირ გადასცემს ძირითად მდგომარეობაში მყოფ ჟანგბადს და წარმოქმნის სინგლეტურ ჟანგბადს. ჟანგბადით უზრუნველყოფილ პირობებში მეთილენის ლურჯი უმთავრესად სინგლეტური ჟანგბადის სენსიბილიზატორად მოქმედებს; წყალში მისი აღწერილი კვანტური გამოსავლიანობა დაახლოებით 0.5-ია, ხოლო I ტიპის პროცესების წილი ადგილობრივი გარემოს მიხედვით იზრდება ან მცირდება. ბიოლოგიურ სუბსტრატებთან მეთილენის ლურჯის ფოტოქიმიის 1993 წლის მიმოხილვა ორივე გზას აღწერს და აჩვენებს, რატომ ვერ განისაზღვრება მათი თანაფარდობა საღებავის ეტიკეტიდან.

იმავე მიმოხილვაში დასახელებულია ნუკლეინის მჟავების მთავარი სამიზნე. დნმ-ის ფუძეებს შორის გუანინს ყველაზე დაბალი ჟანგვის პოტენციალი აქვს, ამიტომ სინგლეტური ჟანგბადი უპირატესად მას ჟანგავს და წარმოქმნის ისეთ პროდუქტებს, როგორიცაა 8-ოქსო-დეოქსიგუანოზინი. ამ დაზიანებისთვის დნმ-ში ინტერკალაცია აუცილებელი არ არის. თუმცა მიმოხილვა ასევე გვაფრთხილებს, რომ ყველაფერი მხოლოდ დნმ-ით არ შემოიფარგლება. მეთილენის ლურჯი ჟანგავს ცილებს, ლიპიდებსა და მემბრანებს, ხოლო ნებისმიერ კონკრეტულ ექსპერიმენტში ლეტალური სამიზნე დამოკიდებულია იმაზე, თუ სად ლოკალიზდება საღებავი. ამიტომ გარემომცველ ხსნარში კონცენტრაცია სამიზნეზე არსებული დოზის მხოლოდ სუსტი ირიბი მაჩვენებელია. მკითხველებმა, რომლებიც სინათლით მართულ ამ ქიმიურ პროცესებს საღებავის სიბნელეში მიმდინარე ჟანგვა-აღდგენით ფუნქციებს ადარებენ, ეს ორი ერთმანეთისგან უნდა გამიჯნონ, როგორც აღწერილია მასალაში მეთილენის ლურჯის უჯრედებში მოქმედების შესახებ.

საწყისი ნაერთი და არა ოპტიმიზებული პრეპარატი

მეორე ძირითადი წყაროა ფენოთიაზინიუმის ფოტოსენსიბილიზატორების შემუშავების 2005 წლის მიმოხილვა, რომელიც მეთილენის ლურჯს განიხილავს როგორც ცნობილი ნაკლოვანებების მქონე საწყის სტრუქტურას და არა დასრულებულ ფოტოსენსიბილიზატორს. მცირე სტრუქტურული ცვლილებები ცვლის ლიპოფილურობას, უჯრედში შეღწევას, უჯრედშიდა ლოკალიზაციას, სინგლეტური ჟანგბადის წარმოქმნას, სიბნელეში ტოქსიკურობასა და აღდგენისადმი მდგრადობას. მაგალითად, ქრომოფორის მეთილირება ზრდის ლიპოფილურობასა და სინგლეტური ჟანგბადის წარმოქმნას და ანელებს არააქტიურ ლეიკოფორმამდე აღდგენას; მიმოხილვის საფუძვლად გამოყენებულ კვლევაში მეთილირებულმა ანალოგებმა უფრო მაღალი ფოტოტოქსიკურობა აჩვენეს დაახლოებით 7.2 J-ზე თითო კვადრატულ cm-ზე. მეტი ლიპოფილურობა მაინც ავტომატურად უკეთესს არ ნიშნავს, რადგან ჭარბი ჰიდროფობურობა ამცირებს ხსნადობას, ხელს უწყობს აგრეგაციას და შეიძლება დაარღვიოს ფოტოქიმიისთვის საჭირო გეომეტრია.

ლეიკოფორმის საკითხი განსაკუთრებულ ყურადღებას იმსახურებს, რადგან ის თვალით შეუმჩნეველია. დაჟანგული მეთილენის ლურჯი ლურჯია და წითელ სინათლეს შთანთქავს. აღდგენილი ლეიკო-მეთილენის ლურჯი თითქმის უფეროა და იმავე ზოლში სუსტად შთანთქავს, ამიტომ უჯრედებში ან ჟანგბადით ცუდად უზრუნველყოფილ ქსოვილში აღდგენილი საღებავი ხელახალ დაჟანგვამდე დროებით გამოეთიშება ფოტოაქტიურ ნაწილს. შესაბამისად, ქსოვილის ჟანგვა-აღდგენითი მდგომარეობა ცვლის ფოტოსენსიბილიზატორის ეფექტურ კონცენტრაციას მაშინაც კი, როცა გამოყენებული კონცენტრაცია უცვლელია. ფორმულაციების ისტორია, მათ შორის საღებავების ამ ოჯახის ადრეული კლინიკური და ლაბორატორიული გამოყენებები, განხილულია სტატიაში მეთილენის ლურჯის ისტორია მედიცინაში.

კვლევების ცხრილი: რა იცვლება და რას ნიშნავს ეს

ქვემოთ მოცემული ცხრილი ამ სტატიისთვის შექმნილი შედარებითი მასალაა. თითოეული მწკრივი წარმოადგენს მკურნალობის ერთ ცვლადს, რომლის შესახებაც კვლევებმა ინფორმაცია უნდა წარმოადგინონ. წაიკითხეთ მწკრივები ჰორიზონტალურად, რათა დაინახოთ, რატომ ცვლის ერთი პარამეტრის შეცვლა ყველა დანარჩენის მნიშვნელობას.

ზემოთ მოცემული დიაპაზონები კვლევებში დაფიქსირებული დიაპაზონებია და არა რეკომენდებული პროტოკოლი. ცხრილის მიზანიც სწორედ ამ განსხვავების ჩვენებაა. აღწერილი სინათლის დოზების ფართო დიაპაზონი თავისთავად მოწმობს, რომ მეთილენის ლურჯისთვის სხვადასხვა პირობაზე გადასატანი ერთიანი სინათლის დოზა არ არსებობს. სინათლით აქტივირებული ბიოფილმის კვლევების შესაბამისი ლაბორატორიული კონტექსტი განხილულია სტატიაში მეთილენის ლურჯი ბიოფილმების წინააღმდეგ, ხოლო კანისა და სინათლის თერაპიის უფრო ფართო ფონი — კანის ფოტომგრძნობელობისა და სინათლის დოზის საფუძვლების შესახებ მასალაში.

რატომ შეიძლება ენერგიის ერთნაირმა მაჩვენებლებმა განსხვავებული ბიოლოგიური შედეგები გამოიწვიოს

როდესაც გამოქვეყნებული პარამეტრები კონტექსტის გარეშე მოჰყავთ, ოთხი გაუგებრობა მუდმივად მეორდება.

პირველი: ფლუენსი დოზა არ არის. ერთი და იმავე ტალღის სიგრძითა და ერთნაირი J-ით თითო კვადრატულ cm-ზე ჩატარებული ორი დასხივება განსხვავდება, თუ ერთი სწრაფად მიეწოდება, მეორე კი ნელა, რადგან ჟანგბადის ამოწურვა, დასხივების დროს აღდგენითი პროცესები და საღებავის ფოტოგაუფერულება სიჩქარესა და დროზეა დამოკიდებული. ენერგიის მითითება დასხივების სიმძლავრის სიმკვრივისა და ექსპოზიციის დროის გარეშე ექსპერიმენტს არასრულად აღწერს.

მეორე: ქსოვილის ოპტიკური თვისებები ნათურის პარამეტრის რეალურ მნიშვნელობას ცვლის. შთანთქმის, გაფანტვის, ზედაპირის გეომეტრიისა და უკუგაფანტვის გამო ქსოვილის შიგნით ფლუენსი შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ნათურის აპერტურასთან გაზომილი მნიშვნელობისგან; კლინიკური დოზიმეტრიის ლიტერატურის მიხედვით, ზოგ შემთხვევაში განსხვავება თითქმის ორმაგია. ნაშრომიდან გადმოწერილი რიცხვი იმ ნაშრომის გეომეტრიას აღწერს და არა ნებისმიერ გეომეტრიას.

მესამე: ლოკალიზაცია განსაზღვრავს სამიზნეს. კათიონური საღებავი ნაწილდება მემბრანებში, მიტოქონდრიებში, ლიზოსომებში, ბაქტერიულ გარსებში ან უჯრედგარე მატრიქსში ფორმულაციის, მუხტის, ლიპოფილურობის, ინტერვალისა და ქსოვილის მიხედვით. ფოტოქიმიის 1993 წლის მიმოხილვა აღწერს ნუკლეინის მჟავების, ცილების, ლიპიდების, მემბრანების, ორგანელების, ვირუსების, ბაქტერიების, ძუძუმწოვრების უჯრედებისა და სიმსივნური სისტემების დაზიანებას. სწორედ ამიტომ შეუძლია ერთსა და იმავე საღებავისა და სინათლის კომბინაციას სხვადასხვა პირობებში სხვადასხვა გზით გამოიწვიოს განადგურება.

მეოთხე: ჟანგბადი იხარჯება. ფლუენსის მიწოდების მაღალმა სიჩქარემ შეიძლება გადააჭარბოს დიფუზიითა და პერფუზიით ჟანგბადის შევსების სიჩქარეს და ექსპოზიციის მიმდინარეობისას დროებითი ჰიპოქსია შექმნას. ასეთ შემთხვევაში სინათლის დამატება II ტიპის ეფექტს მცირედ ზრდის ან საერთოდ არ ზრდის. ფრაქციონირება და დასხივების დაბალი სიმძლავრის სიმკვრივე ნაწილობრივ ამ შეზღუდვის საპასუხოდ შეისწავლება. ამიტომაც უსაფრთხოების ზღვრები და ქსოვილის ჟანგბადით უზრუნველყოფა კლინიკური უსაფრთხოებისა და ზედამხედველობის სტანდარტების საკითხებია და არა ნათურის ინსტრუქციის.

კლინიცისტის ხელმძღვანელობით ჩატარებული პროცედურა და არა სახლის რეცეპტი

შესწავლილი მკურნალობა ტარდება იქ, სადაც დიაგნოსტიკა, დოზიმეტრია და ზედამხედველობა ერთად არის უზრუნველყოფილი. საჭიროა დაზიანების ტიპისა და სიღრმის დადასტურება, ამ სამიზნის შესაბამისი ფორმულაციისა და პრეპარატის გამოყენებასა და დასხივებას შორის ინტერვალის შერჩევა, წყაროს დაკალიბრება განსაზღვრულ არეზე და განსაზღვრული გეომეტრიით, ასევე კანის, თვალების, ტკივილისა და ადგილობრივი ქსოვილოვანი რეაქციის მონიტორინგი. საფუძვლად გამოყენებული ფენოთიაზინიუმის შემუშავების მიმოხილვა მთელ ამ სფეროს კონტროლირებულ პირობებში სტრუქტურა–აქტივობის ურთიერთკავშირის ოპტიმიზაციად განიხილავს და არა საღებავისა და ნებისმიერი წითელი სინათლის კომბინაციად.

სახლის პირობებში გამეორებისას ყველა კონტროლირებადი ცვლადი ერთდროულად იკარგება. სამომხმარებლო ნათურების აღწერაში იშვიათად არის მითითებული დაკალიბრებული სპექტრული დასხივების სიმძლავრის სიმკვრივე მკურნალობის მანძილზე. გამოყენებული საღებავის კონცენტრაცია არაფერს ამბობს მონომერის წილზე ან უჯრედშიდა ლოკალიზაციაზე. ქსოვილის ჟანგბადით უზრუნველყოფა უცნობია და ექსპოზიციის დროს იცვლება. არცერთი მოყვანილი დიაპაზონი არ იძლევა სახლის პროტოკოლის საფუძველს და ამ სტატიაში გამოსაყენებელი რეცეპტი განზრახ არ არის მოცემული. მკითხველებმა, რომლებიც მტკიცებულებების საერთო ხარისხს აფასებენ, რომელიმე ერთი ნაშრომიდან დასკვნების გამოტანამდე უნდა გაეცნონ სტატიას როგორ წავიკითხოთ მეთილენის ლურჯის კვლევა, ხოლო მათ, ვისაც ფოტოსენსიბილიზატორის გარეშე, მხოლოდ სინათლეზე დაფუძნებული მიდგომები აინტერესებს, უნდა დაიწყონ სტატიით წითელი სინათლის თერაპია ფოტოსენსიბილიზატორის გარეშე.

რას არ ადგენს ეს სტატია

ეს სტატია არ ადგენს, რომ მეთილენის ლურჯით ფოტოდინამიკური თერაპია კანის რომელიმე დაავადებას კურნავს, რომელიმე ინფექციას აქრობს ან რომელიმე სიმსივნეს მკურნალობს. აქ ციტირებული მექანისტური მიმოხილვები ფოტოქიმიას ზომავდა და საღებავების სტრუქტურებს ადარებდა; მათ კლინიკური კონცენტრაცია ან ფლუენსი არ დაუნიშნავთ. ზემოთ მოყვანილი პარამეტრების დიაპაზონები მომდინარეობს ადამიანებზე ჩატარებული არაერთგვაროვანი კვლევითი ანგარიშებიდან და ცხოველური მოდელებიდან, რომელთაც განსხვავებული სამიზნეები, სიღრმეები, ფორმულაციები და საბოლოო მაჩვენებლები აქვთ; მათი გასაშუალოებით რეკომენდაციების მიღება შეუძლებელია. სიმსივნის ტიპთან დაკავშირებული მტკიცებულებები, მათ შორის ბაზალურუჯრედოვანი კარცინომის, კაპოშის სარკომისა და მელანომის შესახებ ადრეული კლინიკური ანგარიშების შეზღუდვები, ცალკე ფასდება კიბოს კვლევების კრებულში. ლაბორატორიული ხარისხის მასალის სისუფთავისა და შეძენის წყაროს საკითხები მკურნალობისგან დამოუკიდებელია და განხილულია სტატიაში როგორ ავირჩიოთ მეთილენის ლურჯის პროდუქტი.