Мақала
Метилен көгімен фотодинамикалық терапия: ем қалай зерттеледі
Метилен көгімен фотодинамикалық терапия екі қадамнан тұратындай көрінеді. Көк бояғышты жағып, қызыл жарық түсіру. Мұндай түсінік қате және осы емге қатысты жаңсақ пікірлердің көбіне себеп болады. Зерттелетін процедураның үш құрамдасы бір жерде, бір уақытта қатар болуы тиіс: жарықты сіңіретін күйдегі фотосенсибилизатор, өлшенген дозада берілетін тиісті толқын ұзындығындағы фотондар және берілген энергияны қабылдайтын молекулалық оттегі. Осылардың кез келгені болмаса, мәлімделген әсерді туғызатын механизм де болмайды.
Бұл мақала зерттеушілердің осы үш құрамды жүйені қалай сипаттайтынын, қандай параметрлерді бақылайтынын және жарияланған толқын ұзындығы мен энергия мәнін неліктен үй жағдайындағы процедураға айналдыруға болмайтынын түсіндіреді. Қатерлі ісікке қатысты нәтижелер бөлек метилен көгі мен қатерлі ісік зерттеулеріне шолуда қарастырылады, ал стоматологиялық қолданылуы ауыз қуысы мен тістерге арналған фотодинамикалық зерттеулерде жинақталған. Мұнда олардың ешқайсысы қайталанбайды.
Бояғыш — жай бояу емес, фотосенсибилизатор
Метилен көгі қызыл жарықты күшті сіңіреді: мономердің сіңіру шыңы шамамен 664–666 nm аралығында, ал молярлық жұту коэффициенті өте жоғары. Осы сіңіру жолағына байланысты метилен көгімен фотодинамикалық терапия зерттеулерінде қызыл жарық көздері қолданылады, әдетте олардың диапазоны шамамен 630–680 nm болады. Бұл жолақтан тыс жарық шығаратын шам жарқын көрінгенімен, жарамды қоздыру әсерін дерлік бермеуі мүмкін. Осы таңдаудың негізіндегі толқын ұзындығына қатысты заңдылықтар метилен көгі қызыл жарықты қалай сіңіреді мақаласында түсіндіріледі.
Сіңіру — тек алғашқы қадам. Қозған бояғыш ұзағырақ сақталатын триплеттік күйге өтеді, содан кейін екі фотохимиялық жолдың бірі іске асады. I типті химиялық реакцияларда қозған бояғыш жақын маңдағы субстраттармен электрондар немесе сутегі атомдарын алмасып, радикалдар түзеді; кейінгі реакцияларға супероксид те қатысады. II типті химиялық реакцияларда триплеттік күйдегі бояғыш энергияны негізгі күйдегі оттегіге тікелей беріп, синглетті оттегі түзеді. Оттегі бар жағдайда метилен көгі негізінен синглетті оттегі түзетін сенсибилизатор ретінде әрекет етеді; суда оның кванттық шығымы шамамен 0.5 деп көрсетілген, ал I типті реакциялардың үлесі жергілікті ортаға қарай артады немесе азаяды. Метилен көгінің биологиялық субстраттармен фотохимиясына арналған 1993 жылғы шолу екі жолды да сипаттап, олардың арақатынасын бояғыштың заттаңбасынан білу мүмкін еместігін көрсетеді.
Осы шолуда нуклеин қышқылдарындағы негізгі нысана да аталған. ДНҚ негіздерінің ішінде гуаниннің тотығу потенциалы ең төмен, сондықтан синглетті оттегі алдымен соны тотықтырып, 8-оксо-дезоксигуанозин сияқты өнімдер түзеді. Мұндай зақым үшін ДНҚ-ға интеркаляция қажет емес. Бірақ шолу ДНҚ-ны барлық әсердің жалғыз түсіндірмесі деп қарастырудан да сақтандырады. Метилен көгі ақуыздарды, липидтерді және мембраналарды тотықтырады, ал нақты тәжірибедегі өлімге әкелетін нысана бояғыштың қай жерде шоғырланғанына байланысты. Сондықтан жасушалар немесе тіндер батырылған ерітіндідегі концентрация нысанадағы дозаны дәл көрсете алмайды. Жарық әсерінен жүретін осы химиялық реакцияларды бояғыштың жарықсыз жағдайдағы тотығу-тотықсыздану рөлімен салыстыратын оқырмандар оларды бөлек қарастыруы керек; бұл метилен көгінің жасушаларда қалай әрекет ететіні туралы материалда түсіндірілген.
Оңтайландырылған дәрі емес, бастапқы қосылыс
Екінші негізгі дереккөз — фенотиазиний фотосенсибилизаторларын әзірлеуге арналған 2005 жылғы шолу. Онда метилен көгі дайын фотосенсибилизатор емес, белгілі кемшіліктері бар бастапқы құрылым ретінде қарастырылады. Құрылымдағы шағын өзгерістер липофильділікті, жасушаға сіңуді, жасушаішілік орналасуды, синглетті оттегі шығымын, жарықсыз жағдайдағы уыттылықты және тотықсыздануға төзімділікті өзгертеді. Мысалы, хромофорды метилдеу липофильділікті және синглетті оттегі түзілуін арттырып, белсенді емес лейкоформаға дейін тотықсыздануды баяулатады; шолуға негіз болған жұмыста метилденген аналогтар шамамен 7.2 J per square cm кезінде жоғарырақ фотоуыттылық көрсеткен. Дегенмен липофильділіктің жоғары болуы автоматты түрде жақсы дегенді білдірмейді, өйткені шамадан тыс гидрофобтылық ерігіштікті төмендетеді, агрегацияны күшейтеді және фотохимияға қажетті геометрияны бұзуы мүмкін.
Лейкоформаға ерекше тоқталу керек, өйткені ол көзге көрінбейді. Тотыққан метилен көгі көк түсті және қызыл жарықты сіңіреді. Тотықсызданған лейко-метилен көгі дерлік түссіз және сол жолақтағы жарықты нашар сіңіреді, сондықтан жасуша ішінде немесе оттегі аз тінде тотықсызданған бояғыш қайта тотыққанға дейін фотоактивті бөліктен уақытша шығып қалады. Демек, жағылған концентрация өзгермесе де, тіннің тотығу-тотықсыздану күйі фотосенсибилизатордың тиімді концентрациясын өзгертеді. Құрамдарды әзірлеу тарихы, соның ішінде осы бояғыштар тобының алғашқы клиникалық және зертханалық қолданылуы метилен көгінің медицинадағы тарихында қарастырылады.
Зерттеу кестесі: не өзгереді және ол нені білдіреді
Төмендегі кесте — осы мақала үшін арнайы жасалған салыстыру материалы. Әр жолда зерттеулерде міндетті түрде көрсетілуі тиіс бір ем параметрі берілген. Бір параметрді өзгерту қалғандарының мағынасын неліктен өзгертетінін түсіну үшін әр жолды көлденеңінен оқыңыз.
| Айнымалы | Зерттеулерде не көрсетіледі | Неліктен нәтижені өзгертеді |
|---|---|---|
| Фотосенсибилизатор құрамы | Судағы, физиологиялық ерітіндідегі немесе буфердегі бос бояғыш; жануарларға жүргізілген жұмыстарда этанол мен Cremophor негіздері; тәжірибелік жұмыстарда липосомалар, полимер бөлшектер немесе циклодекстрин тасымалдағыштары | Негіз бен тасымалдағыш сіңуді, орналасуды және биоқабықша матриксі немесе ісік тіні сияқты тосқауылдар арқылы өтуді өзгертеді |
| Қолданылатын концентрация | Адамдардағы микробқа қарсы зерттеулерде шамамен 0.0003–0.06 M және препаратты қолдану мен жарық түсіру арасындағы 1–5 минуттық аралық көрсетіледі; жануарлардың ісіктеріне арналған жұмыстарда ісік ішіне шамамен 500 micrograms per mL енгізілген мысалдар бар | Ерітіндідегі жалпы концентрацияның жоғарылауы 590 nm маңындағы сіңірумен байланысты димерленуді күшейтіп, мономердің өнімді фотохимиясын азайтуы мүмкін, сондықтан концентрацияны екі есе арттыру әсерді міндетті түрде екі есе арттырмайды |
| Препаратты қолдану мен жарық түсіру арасындағы аралық | Жергілікті микробқа қарсы тәжірибелерде минуттармен өлшенеді; ісік модельдерінде ұзағырақ және негізге тәуелді | Бұл аралық жарық түскен кезде бояғыштың қай жерде болатынын, ал ол басым биологиялық нысананы анықтайды |
| Толқын ұзындығы | Әдетте шамамен 630–680 nm | Мономердің сіңіру жолағымен сәйкес келуі тиіс; димерлері көп ерітінділер тиімді сіңіруді ығыстырады |
| Сәулелену қарқындылығы | Адамдардағы микробқа қарсы зерттеу есептерінде шамамен 50–750 mW per square cm; жануарлардағы жара зерттеулерінде көбіне 100 mW per square cm немесе одан төмен | Жоғары сәулелену қарқындылығы жергілікті оттегіні перфузия толықтыратын жылдамдықтан тезірек сарқуы мүмкін, бұл бірдей номиналды флюенс кезінде тиімділікті төмендетеді |
| Флюенс | Адамдардағы микробқа қарсы зерттеу есептерінде 8 секундтан 10 минутқа дейінгі аралықта шамамен 6–18 J per square cm; жануарлардағы жара зерттеулерінде шамамен 12–360 J per square cm | Сәулелену қарқындылығы, уақыт және геометрия көрсетілмесе, жалпы энергия дозаны толық сипаттамайды |
| Оттегімен қамтамасыз етілу | Тікелей сирек бақыланады; тін түріне, флюенс жылдамдығына және фракциялауға қарап бағаланады | II типті химиялық реакциялар оттегіні тұтынады, сондықтан бірдей жарық параметрлері жақсы перфузияланған және гипоксиялық нысаналарда әртүрлі әсер беруі мүмкін |
| Нысана және тәжірибе жағдайы | Тері мен жара инфекцияларының модельдері, ауыз қуысы биоқабықшаларының модельдері, өсірілген карцинома және меланома жүйелері, тышқан ісіктері, тері ісіктері туралы тарихи есептер | Геометрия, тереңдік, оптика және ағза тіндерінің жол берілетін зақымдануы соншалықты өзгеше болғандықтан, микробқа қарсы зерттеулердегі сандарды ісік зерттеулеріне сандық тұрғыдан көшіруге болмайды |
Жоғарыдағы диапазондар — ұсынылатын хаттама емес, зерттеулерде байқалған диапазондар. Кестенің негізгі мәні осы айырмашылықта. Жарияланған жарық дозаларының кең ауқымының өзі метилен көгіне арналған, әртүрлі жағдайға бірдей қолданылатын жарық дозасы жоқ екенін көрсетеді. Жарықпен белсендірілетін биоқабықшаларға қатысты зертханалық контекст метилен көгінің биоқабықшаларға қарсы әсері материалында, ал тері мен жарық терапиясы туралы кеңірек мәлімет терінің фотосезімталдығы және жарық дозасының негіздері туралы материалда берілген.
Неліктен бірдей энергия мәндері әртүрлі биологиялық нәтиже беруі мүмкін
Жарияланған параметрлер контекстсіз келтірілген сайын төрт жаңсақ түсінік қайталанады.
Біріншіден, флюенс дозаға тең емес. Бірдей толқын ұзындығы мен бірдей J per square cm кезінде жүргізілген екі сәулелендірудің бірі жылдам, екіншісі баяу берілсе, олардың әсері өзгеше болады, өйткені оттегінің сарқылуы, сәулелену кезіндегі қалпына келу және бояғыштың фототүссізденуі жылдамдық пен уақытқа тәуелді. Энергияны сәулелену қарқындылығы мен әсер ету уақытынсыз көрсету тәжірибені толық сипаттамайды.
Екіншіден, тін оптикасы шам параметрлерінің әсерін өзгертеді. Сіңіру, шашырау, бет геометриясы және кері шашырау салдарынан тін ішіндегі флюенс шамның шығыс саңылауында өлшенген мәннен едәуір өзгеше болуы мүмкін; клиникалық дозиметрия әдебиетіне сәйкес, кейбір жағдайларда айырмашылық екі есеге жуықтайды. Мақаладан алынған сан барлық геометрияны емес, сол жұмыстағы геометрияны сипаттайды.
Үшіншіден, орналасу нысананы анықтайды. Катиондық бояғыш құрамына, зарядына, липофильділігіне, уақыт аралығына және тінге қарай мембраналарда, митохондрияларда, лизосомаларда, бактерия қабықшаларында немесе жасушадан тыс матриксте таралады. 1993 жылғы фотохимия шолуы нуклеин қышқылдарының, ақуыздардың, липидтердің, мембраналардың, органеллалардың, вирустардың, бактериялардың, сүтқоректі жасушаларының және ісік жүйелерінің зақымдануын құжаттайды. Дәл сондықтан бір бояғыш пен жарықтың бірдей үйлесімі әртүрлі тәжірибе жағдайында әртүрлі жолмен өлімге әкелуі мүмкін.
Төртіншіден, оттегі жұмсалады. Жоғары флюенс жылдамдығы оттегінің диффузия және перфузия арқылы қайта жеткізілуінен асып түсіп, сәулелендіру барысында уақытша гипоксия туғызуы мүмкін. Мұндайда қосымша жарық II типті әсерді аз ғана арттырады немесе мүлде арттырмайды. Фракциялау мен төменірек сәулелену қарқындылығы ішінара осы шектеуді еңсеру тәсілдері ретінде зерттеледі. Сондықтан қауіпсіздік шектері мен тіннің оттегімен қамтамасыз етілуі шам нұсқаулығында емес, клиникалық қауіпсіздік және қадағалау стандарттарында қарастырылуы тиіс.
Үйге арналған нұсқаулық емес, клиницист басқаратын процедура
Зерттелетін ем диагностика, дозиметрия және қадағалау қатар қамтамасыз етілетін жерде жүргізіледі. Маман зақымның қандай екенін және қаншалықты тереңге таралғанын анықтап, сол нысанаға сай құрам мен препаратты қолдану және жарық түсіру арасындағы аралықты таңдауы, жарық көзін геометриясы белгіленген нақты аймаққа калибрлеуі және теріні, көзді, ауырсынуды әрі жергілікті тін реакциясын бақылауы тиіс. Негізге алынған фенотиазиний қосылыстарын әзірлеу шолуы бұл саланы бояғышты кез келген қызыл жарықпен үйлестіру ретінде емес, бақыланатын жағдайларда құрылым мен белсенділік арасындағы байланысты оңтайландыру ретінде сипаттайды.
Үй жағдайында қайталау барлық бақыланатын айнымалы бойынша бірден талапқа сай болмайды. Тұрмыстық шамдар ем жүргізілетін қашықтықтағы калибрленген спектрлік сәулелену қарқындылығын сирек көрсетеді. Жағылған бояғыштың концентрациясы мономер үлесі немесе жасушаішілік орналасуы туралы ештеңе айтпайды. Тіннің оттегімен қамтамасыз етілуі белгісіз және сәулелендіру кезінде өзгереді. Келтірілген диапазондардың ешқайсысы үй жағдайындағы хаттамаға негіз болмайды, сондықтан бұл мақала әдейі қолдануға болатын нұсқаулық бермейді. Дәлелдердің жалпы сапасын бағалайтын оқырмандар кез келген жеке мақаладан қорытынды шығармас бұрын метилен көгі туралы зерттеуді қалай оқу керек материалын пайдалануы керек. Ал фотосенсибилизаторсыз, тек жарық қолданылатын тәсілдерге қызығатындар фотосенсибилизаторсыз қызыл жарық терапиясынан бастағаны жөн.
Бұл мақала нені дәлелдемейді
Бұл мақала метилен көгімен фотодинамикалық терапияның қандай да бір тері ауруын емдейтінін, қандай да бір инфекцияны жоятындығын немесе қандай да бір ісікті емдейтінін дәлелдемейді. Мұнда келтірілген механизмдік шолулар фотохимияны өлшеп, бояғыш құрылымдарын салыстырған; олар ешқандай клиникалық концентрацияны немесе флюенсті тағайындамаған. Жоғарыда келтірілген параметр диапазондары нысаналары, тереңдіктері, құрамдары және соңғы көрсеткіштері әртүрлі адамдарға қатысты есептер мен жануар модельдерінен алынған, сондықтан оларды орташалап, нұсқаулыққа айналдыруға болмайды. Ісікке тән дәлелдер, соның ішінде базальды жасушалы карцинома, Капоши саркомасы және меланома туралы ерте клиникалық есептердің шектеулері, қатерлі ісік зерттеулері жинағында бөлек бағаланады. Зертханалық сападағы материалдың тазалығы мен оны алу көздеріне қатысты мәселелер емнен бөлек және метилен көгі өнімін қалай таңдау керек материалында қарастырылады.