Artikel
Photodynamesch Therapie mat Methylenblo: wéi d'Behandlung ënnersicht gëtt
Photodynamesch Therapie mat Methylenblo kléngt no zwee Schrëtt. Bloe Faarfstoff opdroen, mat routem Liicht beliichten. Dës Virstellung ass falsch, a si ass d'Ursaach vun de meeschte Mëssverständnesser iwwer dës Behandlung. Déi ënnersichte Prozedur huet dräi Deeler, déi zur selwechter Zäit op der selwechter Plaz zesummekomme mussen: e Photosensibilisator a senger liichtabsorbéierender Form, Photone mat enger gëeegenter Wellelängt an enger gemoossener Dosis, a molekulare Sauerstoff, deen déi iwwerdroen Energie ophëlt. Feelt ee vun dësen Deeler, huet de behaapten Effekt kee Mechanismus.
Dësen Artikel erkläert, wéi d'Fuerscher dëse System aus dräi Deeler beschreiwen, wéi eng Parameteren si kontrolléieren a firwat eng publizéiert Wellelängt an en Energiewäert net an eng Prozedur fir doheem ëmgewandelt kënne ginn. Resultater bei Kriibs gehéieren an eng separat Iwwersiicht iwwer Methylenblo a Kriibsfuerschung, an Zänn-Uwendunge sinn an der photodynamescher Fuerschung iwwer Mond an Zänn gesammelt. Béides gëtt hei net widderholl.
De Faarfstoff ass e Photosensibilisator, net nëmmen e Faarfmëttel
Methylenblo absorbéiert rout Liicht staark, mat engem Absorptiounsmaximum vum Monomer bei ongeféier 664 bis 666 nm an enger ganz héijer molarer Absorptivitéit. Wéinst dëser Absorptiounsband benotze Studie vun der photodynamescher Therapie mat Methylenblo rout Liichtquellen, typescherweis am Beräich vun ongeféier 630 bis 680 nm. Eng Luucht ausserhalb vun dëser Band ka hell ausgesinn, awer bal keng notzbar Ureegung liwweren. D'Reegele vun der Wellelängt hannert dëser Wiel ginn an wéi Methylenblo rout Liicht absorbéiert erkläert.
D'Absorptioun ass nëmmen den éischte Schrëtt. Den ugereegte Faarfstoff geet an e méi laangliewegen Triplettzoustand iwwer, vun deem aus zwou photochemesch Reaktiounsweeër méiglech sinn. Bei der Typ-I-Chemie tauscht den ugereegte Faarfstoff Elektronen oder Waasserstoffatomer mat Substrater an der Géigend aus a produzéiert Radikaler, ënner anerem mat nogelagerte Superoxidreaktiounen. Bei der Typ-II-Chemie iwwerdréit de Faarfstoff am Triplettzoustand Energie direkt op Sauerstoff am Grondzoustand a produzéiert Singulett-Sauerstoff. Ënner sauerstoffräiche Bedéngunge wierkt Methylenblo haaptsächlech als Sensibilisator fir Singulett-Sauerstoff, mat enger gemellter Quantenausbeut vun ongeféier 0.5 am Waasser, wärend d'Bäiträg vum Typ I jee no lokalem Ëmfeld zou- oder ofhuelen. D'Iwwersiicht vun 1993 iwwer d'Photochemie vu Methylenblo mat biologesche Substrater beschreift béid Weeër a weist, firwat hir Gläichgewiicht net vum Etikett vum Faarfstoff ofgelies ka ginn.
Déi selwecht Iwwersiicht nennt dat wichtegst Zil ënner den Nukleinsäuren. Guanin huet dat niddregst Oxidatiounspotenzial vun den DNA-Basen, sou datt Singulett-Sauerstoff et bevorzugt oxidéiert an dobäi Produkter wéi 8-Oxo-Deoxyguanosin entstinn. Fir dëse Schued ass keng Interkalatioun an d'DNA néideg. Mee d'Iwwersiicht warnt och dovun, d'DNA als déi ganz Erklärung ze betruechten. Methylenblo oxidéiert Proteinnen, Lipiden a Membranen, an dat Zil, deem seng Schiedegung an engem bestëmmten Experiment zum Doud féiert, hänkt dovun of, wou de Faarfstoff sech lokaliséiert. D'Konzentratioun an der Ëmgéigungsléisung ass dofir nëmmen e schwaachen Indikator fir d'Dosis um Zil. Lieser, déi dës liichtgedriwwe Chimie mat de Redoxrolle vum Faarfstoff am Däischtere vergläichen, sollten déi zwee auserneenhalen, wéi an der Erklärung iwwer d'Wierkung vu Methylenblo an Zellen beschriwwen.
Eng Leetverbindung, keen optiméiert Medikament
Déi zweet Haaptquell ass d'Iwwersiicht vun 2005 iwwer d'Entwécklung vu Phenothiazinium-Photosensibilisatoren. Si behandelt Methylenblo als Leetstruktur mat bekannte Schwächten, net als fäerdege Photosensibilisator. Kleng strukturell Ännerunge beaflossen d'Lipophilie, d'Opnam an d'Zellen, d'intrazellulär Lokalisatioun, d'Produktioun vu Singulett-Sauerstoff, d'Toxizitéit am Däischteren an d'Resistenz géint Reduktioun. D'Methyléierung vum Chromophor erhéicht zum Beispill d'Lipophilie an d'Produktioun vu Singulett-Sauerstoff a verlangsamt d'Reduktioun zur inaktiver Leukoform. Methyléiert Analoge hunn an den zugronnleienden Aarbechte bei ongeféier 7.2 J pro Quadratzentimeter eng méi héich Phototoxizitéit gewisen. Méi lipophil heescht awer net automatesch besser, well ze vill Hydrophobie d'Léislechkeet verschlechtert, d'Aggregatioun fërdert an d'Geometrie verzerre kann, déi d'Photochemie brauch.
De Punkt iwwer d'Leukoform verdéngt besonnesch Opmierksamkeet, well en onsichtbar ass. Oxidéiert Methylenblo ass blo an absorbéiert rout Liicht. Reduzéiert Leuko-Methylenblo ass bal faarflos an absorbéiert an där selwechter Band nëmme schwaach. Faarfstoff, deen an den Zellen oder a schlecht mat Sauerstoff versuergtem Gewebe reduzéiert gouf, steet dofir bis zur Reoxidatioun temporär net méi als photoaktiv Form zur Verfügung. De Redoxzoustand vum Gewebe verännert also déi effektiv Konzentratioun vum Photosensibilisator, och wann déi applizéiert Konzentratioun konstant bleift. D'Geschicht vun de Formuléierungen, och fréi klinesch a Laboratoire-Uwendunge vun dëser Faarfstofffamill, gëtt an der Geschicht vu Methylenblo an der Medezin behandelt.
D'Studientabell: wat variéiert a wat et bedeit
D'Tabell hei ënnendrënner ass déi fir dësen Artikel erstallt Vergläichsiwwersiicht. All Zeil weist eng Behandlungsvariabel, déi Studie mussen uginn. Liest se vu lénks no riets, fir ze gesinn, firwat d'Ännerung vun enger Astellung d'Bedeitung vun allen aneren ännert.
| Variabel | Wat d'Studien uginn | Firwat et d'Resultat ännert |
|---|---|---|
| Formuléierung vum Photosensibilisator | Fräie Faarfstoff am Waasser, an enger Salzléisung oder an engem Puffer; Ethanol a Cremophor als Trägermëttel an Déiereversich; Liposomen, Polymerpartikelen oder Cyclodextrin-Träger an experimentellen Aarbechten | Trägermëttel an Träger veränneren d'Opnam, d'Lokalisatioun an d'Penetratioun duerch Barrièrë wéi d'Biofilmmatrix oder Tumorgewebe |
| Applizéiert Konzentratioun | Antimikrobiell Studie bei Mënsche mellen ongeféier 0.0003 bis 0.06 M mat Intervalle vun 1 bis 5 Minutten tëscht Faarfstoff a Liicht; Tumorfuerschung bei Déieren enthält Beispiller mat ongeféier 500 Mikrogramm pro mL intratumoral | Eng méi héich Gesamtkonzentratioun kann d'Dimeriséierung bei ongeféier 590 nm verstäerken an déi produktiv Monomer-Photochemie reduzéieren, sou datt eng Verdueblung vun der Konzentratioun den Effekt net onbedéngt verduebelt |
| Intervall tëscht Faarfstoff a Liicht | Minutte bei topeschen antimikrobiellen Experimenter; méi laang an ofhängeg vum Trägermëttel bei Tumormodeller | Den Intervall bestëmmt, wou de Faarfstoff ass, wann d'Liicht ukënnt, an dat bestëmmt dat dominant biologescht Zil |
| Wellelängt | Normalerweis ongeféier 630 bis 680 nm | Muss sech mat der Absorptiounsband vum Monomer iwwerschneiden; Léisunge mat vill Dimeren verréckelen déi effektiv Absorptioun |
| Bestralungsstäerkt | Antimikrobiell Berichter bei Mënschen decken ongeféier 50 bis 750 mW pro Quadratzentimeter of; Wonnestudie bei Déiere leien dacks bei oder ënner 100 mW pro Quadratzentimeter | Eng héich Bestralungsstäerkt kann de lokale Sauerstoff méi séier verbrauchen, wéi d'Perfusioun en ersetzt, wat d'Effizienz bei der selwechter nominaler Fluenz senkt |
| Fluenz | Antimikrobiell Berichter bei Mënschen decken ongeféier 6 bis 18 J pro Quadratzentimeter iwwer 8 Sekonne bis 10 Minutten of; Wonnestudie bei Déieren decken ongeféier 12 bis 360 J pro Quadratzentimeter of | D'Gesamtenergie ouni Bestralungsstäerkt, Zäit a Geometrie ass eng onvollstänneg Dosis |
| Sauerstoffversuergung | Seelen direkt kontrolléiert; aus dem Gewebetyp, der Fluenzrate an der Fraktionéierung ofgeleet | D'Typ-II-Chemie verbraucht Sauerstoff, sou datt identesch Liichtastellungen a gutt perfuséierten an hypoxeschen Ziler ënnerschiddlech Effekter kënne produzéieren |
| Zil a Kontext | Modeller vun Haut- a Wonneninfektiounen, Modeller vu mëndleche Biofilmer, kultivéiert Karzinom- a Melanomsystemer, Tumore bei Mais, historesch Berichter iwwer Hauttumoren | Geometrie, Déift, Optik an toleréierbare Schued beim Wiert ënnerscheede sech esou staark, datt antimikrobiell Wäerter ni quantitativ op Tumorfuerschung iwwerdroe kënne ginn |
D'Beräicher hei uewen si beobachtete Studieberäicher, kee recommandéierte Protokoll. Genee dësen Ënnerscheed ass de Sënn vun der Tabell. Déi grouss Breet vun de gemellte Liichtdosen ass selwer e Beleg dofir, datt et keng iwwerdrobar Methylenblo-Liichtdosis gëtt. Zesummenhäng aus dem Laboratoire iwwer liichtaktivéiert Biofilmfuerschung fannt Dir an Methylenblo géint Biofilmer, a méi breet Hannergrondinformatiounen iwwer Haut a Liichttherapie an de Grondlagen iwwer d'Liichtempfindlechkeet vun der Haut an d'Liichtdosis.
Firwat identesch Energiewäerter ënnerschiddlech biologesch Effekter kënne produzéieren
Véier Mëssverständnesser kommen ëmmer erëm op, wann publizéiert Parameteren ouni hire Kontext zitéiert ginn.
Éischtens ass Fluenz net Dosis. Zwou Beliichtunge mat der selwechter Wellelängt an de selwechte J pro Quadratzentimeter ënnerscheede sech, wann déi eng séier an déi aner lues erfollegt. De Sauerstoffverbrauch, d'Reparatur wärend der Beliichtung an d'Photobleichung vum Faarfstoff hänken nämlech all vun der Rate an der Zäit of. Nëmmen d'Energie unzeginn, ouni Bestralungsstäerkt a Beliichtungsdauer, léisst d'Experiment onvollstänneg beschriwwen.
Zweetens verännert d'Gewebeoptik dat, wat d'Luuchtenastellung tatsächlech bewierkt. Absorptioun, Streeung, Uewerflächegeometrie a Réckstreeung féieren dozou, datt d'Fluenz am Gewebe däitlech vum Wäert ofwäiche kann, deen un der Luuchtenëffnung gemooss gëtt. Der Literatur iwwer klinesch Dosimetrie no kënnen d'Ënnerscheeder ënner verschiddenen Ëmstänn bal e Faktor vun zwee erreechen. Eng Zuel aus enger Publikatioun beschreift d'Geometrie vun där Publikatioun, net all Geometrie.
Drëttens bestëmmt d'Lokalisatioun d'Zil. E kationesche Faarfstoff verdeelt sech jee no Formuléierung, Ladung, Lipophilie, Intervall a Gewebe a Membranen, Mitochondrien, Lysosomen, bakteriell Hüllen oder extrazellulär Matrix. D'Iwwersiicht vun 1993 iwwer Photochemie dokumentéiert Schied un Nukleinsäuren, Proteinnen, Lipiden, Membranen, Organellen, Virussen, Bakterien, Mamendéierenzellen an Tumorsystemer. Genee dowéinst kann déi selwecht Kombinatioun vu Faarfstoff a Liicht a verschiddenen experimentellen Opbauten iwwer ënnerschiddlech Weeër zum Doud féieren.
Véiertens gëtt Sauerstoff verbraucht. Héich Fluenzrate kënnen d'Noliwwerung duerch Diffusioun a Perfusioun iwwerhuelen an an der Mëtt vun der Beliichtung eng temporär Hypoxie verursaachen. Wann dat geschitt, bréngt méi Liicht wéineg oder keen zousätzlechen Typ-II-Effekt. Fraktionéierung a méi niddreg Bestralungsstäerkte ginn deelweis als Äntwerten op dës Begrenzung ënnersicht. Dat ass och de Grond, firwat Sécherheetsmargen an d'Sauerstoffversuergung vum Gewebe a Standarde fir klinesch Sécherheet an Iwwerwaachung gehéieren, net an d'Bedéngungsuleedung vun enger Luucht.
Eng medezinesch geleet Prozedur, kee Rezept fir doheem
Déi ënnersichte Behandlung gëtt do duerchgefouert, wou Diagnos, Dosimetrie an Iwwerwaachung zesummekommen. Et muss ee bestätegen, wat d'Läsioun ass a wéi déif se geet, eng Formuléierung an en Intervall tëscht Faarfstoff a Liicht auswielen, déi op dat Zil ofgestëmmt sinn, d'Quell iwwer e definéiert Feld mat enger definéierter Geometrie kalibréieren an d'Haut, d'Aen, de Péng an déi lokal Gewebereaktioun iwwerwaachen. Déi zugronnleiend Iwwersiicht iwwer d'Entwécklung vu Phenothiazinium stellt dat ganzt Gebitt als Optimiséierung vun der Struktur-Aktivitéitsbezéiung ënner kontrolléierte Bedéngungen duer, net als Faarfstoff plus iergendee rout Liicht.
Eng Noahmung doheem scheitert un alle kontrolléierte Variabelen op eemol. Luuchte fir Privatbenotzer ginn nëmme seelen eng kalibréiert spektral Bestralungsstäerkt op der Behandlungsdistanz un. Déi applizéiert Faarfstoffkonzentratioun seet näischt iwwer de Monomerundeel oder d'intrazellulär Lokalisatioun aus. D'Sauerstoffversuergung vum Gewebe ass onbekannt a verännert sech wärend der Beliichtung. Keen vun den zitéierte Beräicher rechtfäerdegt e Protokoll fir doheem, an dësen Artikel gëtt bewosst kee benotzbaart Rezept un. Lieser, déi d'allgemeng Qualitéit vun de Beweiser ofweien, sollten wéi een eng Methylenblo-Studie liest benotzen, ier se aus enger eenzeler Publikatioun Conclusiounen zéien. Lieser, déi sech fir Approchë mat nëmme Liicht ouni Photosensibilisator interesséieren, sollten mat Routliichttherapie ouni Photosensibilisator ufänken.
Wat dësen Artikel net beleeën kann
En beleeë net, datt photodynamesch Therapie mat Methylenblo eng Hautkrankheet heelt, eng Infektioun eliminéiert oder en Tumor behandelt. Déi hei zitéiert mechanistesch Iwwersiichten hunn d'Photochemie gemooss a Faarfstoffstrukture verglach; si hu keng klinesch Konzentratioun oder Fluenz virgeschriwwen. D'Parameterberäicher hei uewen kommen aus heterogene Berichter bei Mënschen an Déieremodeller mat ënnerschiddlechen Ziler, Déiften, Formuléierungen an Endpunkten. Aus hiren Duerchschnëttswäerter kënne keng Richtlinnen ofgeleet ginn. Tumorspezifesch Beweiser, dorënner d'Aschränkunge vu fréie klinesche Berichter iwwer Basalzellkarzinom, Kaposi-Sarkom a Melanom, ginn separat an der Sammlung iwwer Kriibsfuerschung bewäert. Froe vun der Rengheet an der Beschafung vu Material a Laboratoiresqualitéit sinn onofhängeg vun der Behandlung a ginn an wéi een e Methylenblo-Produkt auswielt behandelt.