L-Artikolu
It-terapija fotodinamika bil-blu tal-metilen: kif tiġi studjata t-terapija
It-terapija fotodinamika bil-blu tal-metilen tidher li tinvolvi żewġ passi. Tapplika kolorant blu, u ddawwal b’dawl aħmar. Dan il-mudell mentali huwa żbaljat, u huwa s-sors tal-biċċa l-kbira tal-konfużjoni dwar din it-terapija. Il-proċedura studjata għandha tliet komponenti li jridu jikkoinċidu fl-istess post u fl-istess ħin: fotosensibilizzatur fil-forma tiegħu li tassorbi d-dawl, fotoni ta’ tul ta’ mewġa xieraq b’doża mkejla, u ossiġnu molekulari li jirċievi l-enerġija ttrasferita. Jekk jitneħħa xi wieħed minn dawn il-komponenti, ma jkun hemm ebda mekkaniżmu għall-effett allegat.
Dan l-artiklu jispjega kif ir-riċerkaturi jiddeskrivu din is-sistema bi tliet komponenti, liema parametri jikkontrollaw, u għaliex tul ta’ mewġa u valur tal-enerġija ppubblikati ma jistgħux jinbidlu fi proċedura fid-dar. Ir-riżultati relatati mal-kanċer huma s-suġġett ta’ analiżi separata tal-blu tal-metilen u r-riċerka dwar il-kanċer, u l-applikazzjonijiet dentali jinġabru fir-riċerka fotodinamika orali u dentali. L-ebda wieħed minn dawn is-suġġetti ma jiġi ripetut hawn.
Il-kolorant huwa fotosensibilizzatur, mhux sempliċement sustanza li tagħti l-kulur
Il-blu tal-metilen jassorbi d-dawl aħmar b’mod qawwi, bil-quċċata tal-monomeru qrib 664 sa 666 nm u b’assorbittività molari għolja ħafna. Din il-medda ta’ assorbiment hija r-raġuni għaliex l-istudji tat-terapija fotodinamika bil-blu tal-metilen jużaw sorsi ħomor, tipikament fil-medda ta’ madwar 630 sa 680 nm. Lampa barra minn dik il-medda tista’ tidher qawwija filwaqt li tipprovdi kważi ebda eċċitazzjoni li tista’ tintuża. Ir-regoli tat-tul ta’ mewġa wara din l-għażla huma spjegati f’kif il-blu tal-metilen jassorbi d-dawl aħmar.
L-assorbiment huwa biss l-ewwel pass. Il-kolorant eċċitat jgħaddi għal stat triplet li jdum aktar, u minn hemm ikunu possibbli żewġ mogħdijiet fotokimiċi. Fil-kimika tat-Tip I, il-kolorant eċċitat jiskambja elettroni jew atomi tal-idroġenu ma’ substrati fil-qrib u jipproduċi radikali, inklużi reazzjonijiet tas-superossidu fl-istadji sussegwenti. Fil-kimika tat-Tip II, il-kolorant fl-istat triplet jittrasferixxi l-enerġija direttament lill-ossiġnu fl-istat fundamentali u jipproduċi ossiġnu singlet. F’kundizzjonijiet ossiġenati, il-blu tal-metilen jaġixxi prinċipalment bħala sensibilizzatur tal-ossiġnu singlet, b’rendiment kwantiku rrappurtat qrib 0.5 fl-ilma, filwaqt li l-kontribuzzjonijiet tat-Tip I jiżdiedu jew jonqsu skont l-ambjent lokali. L-analiżi tal-1993 tal-fotokimika tal-blu tal-metilen ma’ substrati bijoloġiċi tiddeskrivi ż-żewġ mogħdijiet u turi għaliex il-bilanċ bejniethom ma jistax jiġi dedott mit-tikketta tal-kolorant.
L-istess analiżi tidentifika l-mira prinċipali fost l-aċidi nuklejċi. Il-gwanina għandha l-inqas potenzjal ta’ ossidazzjoni fost il-bażijiet tad-DNA, għalhekk l-ossiġnu singlet jossidaha b’mod preferenzjali, u jifforma prodotti bħal 8-oxo-deoxyguanosine. L-interkalazzjoni fid-DNA mhijiex meħtieġa għal din il-ħsara. Iżda l-analiżi twissi wkoll kontra li d-DNA jitqies bħala l-istorja kollha. Il-blu tal-metilen jossida proteini, lipidi u membrani, u l-mira letali fi kwalunkwe esperiment tiddependi minn fejn ikun lokalizzat il-kolorant. Għalhekk, il-konċentrazzjoni fis-soluzzjoni li ddawwar il-mira hija indikatur dgħajjef tad-doża fil-mira. Il-qarrejja li jqabblu din il-kimika mmexxija mid-dawl mar-rwoli redox tal-kolorant fid-dlam għandhom iżommu lit-tnejn separati, kif spjegat f’kif jaħdem il-blu tal-metilen fiċ-ċelloli.
Kompost ta’ tluq, mhux mediċina ottimizzata
It-tieni sors ewlieni huwa l-analiżi tal-2005 tal-iżvilupp ta’ fotosensibilizzaturi tal-fenotijażinju, li tqis il-blu tal-metilen bħala struttura ta’ tluq b’limitazzjonijiet magħrufa, aktar milli bħala fotosensibilizzatur lest. Bidliet strutturali żgħar ibiddlu l-lipofiliċità, l-assorbiment miċ-ċelloli, il-lokalizzazzjoni intraċellulari, il-produzzjoni tal-ossiġnu singlet, it-tossiċità fid-dlam u r-reżistenza għar-riduzzjoni. Il-metilazzjoni tal-kromoforu, pereżempju, iżżid il-lipofiliċità u l-ġenerazzjoni tal-ossiġnu singlet u tnaqqas ir-rata tar-riduzzjoni għall-forma lewko inattiva, u analogi metilati wrew fototossiċità ogħla b’madwar 7.2 J għal kull cm kwadru fix-xogħol li fuqu hija bbażata l-analiżi. Lipofiliċità akbar xorta waħda ma tfissirx awtomatikament riżultat aħjar, għax idrofobiċità eċċessiva tnaqqas is-solubbiltà, tippromwovi l-aggregazzjoni u tista’ tgħawweġ il-ġeometrija meħtieġa għall-fotokimika.
Il-punt dwar il-forma lewko jistħoqqlu enfasi għax huwa inviżibbli. Il-blu tal-metilen ossidat huwa blu u jassorbi d-dawl aħmar. Il-lewko-blu tal-metilen ridott huwa kważi bla kulur u jassorbi ftit fl-istess medda, għalhekk kolorant li jkun ġie ridott ġewwa ċ-ċelloli jew f’tessut b’ossiġenazzjoni baxxa jitneħħa temporanjament mill-parti fotoattiva sakemm jerġa’ jiġi ossidat. Għalhekk, l-istat redox tat-tessut ibiddel il-konċentrazzjoni effettiva tal-fotosensibilizzatur anki meta l-konċentrazzjoni applikata tkun fissa. L-istorja tal-formulazzjonijiet, inklużi l-użi bikrin kliniċi u fil-laboratorju ta’ din il-familja ta’ koloranti, hija koperta f’l-istorja tal-blu tal-metilen fil-mediċina.
It-tabella tal-istudji: x’jinbidel u xi jfisser
It-tabella hawn taħt hija l-għodda ta’ tqabbil oriġinali għal dan l-artiklu. Kull ringiela tirrappreżenta varjabbli waħda tat-terapija li l-istudji jridu jirrappurtaw. Aqra tul kull ringiela biex tara għaliex bidla f’parametru wieħed tbiddel it-tifsira tal-oħrajn kollha.
| Varjabbli | X’jirrapportaw l-istudji | Għaliex tbiddel ir-riżultat |
|---|---|---|
| Formulazzjoni tal-fotosensibilizzatur | Kolorant ħieles fl-ilma, f’soluzzjoni salina jew f’buffer; vejkoli tal-etanol u Cremophor fix-xogħol fuq l-annimali; liposomi, partiċelli tal-polimeri jew trasportaturi taċ-ċiklodextrina fix-xogħol sperimentali | Il-vejkoli u t-trasportaturi jbiddlu l-assorbiment, il-lokalizzazzjoni u l-penetrazzjoni minn barrieri bħall-matriċi tal-bijofilm jew it-tessut tat-tumur |
| Konċentrazzjoni applikata | Studji antimikrobiċi fuq il-bnedmin jirrapportaw bejn wieħed u ieħor 0.0003 sa 0.06 M b’intervalli ta’ 1 sa 5 minuti bejn l-applikazzjoni tal-mediċina u d-dawl; ix-xogħol fuq tumuri fl-annimali jinkludi eżempji qrib 500 mikrogramma għal kull mL ġewwa t-tumur | Konċentrazzjoni totali ogħla tista’ żżid id-dimerizzazzjoni qrib 590 nm u tnaqqas il-fotokimika produttiva tal-monomeru, għalhekk l-irduppjar tal-konċentrazzjoni mhux bilfors jirdoppja l-effett |
| Intervall bejn il-mediċina u d-dawl | Minuti f’arranġamenti antimikrobiċi topiċi; itwal u dipendenti fuq il-vejkol f’mudelli ta’ tumuri | L-intervall jiddetermina fejn ikun il-kolorant meta jasal id-dawl, u dan jiddetermina l-mira bijoloġika dominanti |
| Tul ta’ mewġa | Normalment madwar 630 sa 680 nm | Irid jikkoinċidi mal-medda ta’ assorbiment tal-monomeru; soluzzjonijiet rikki fid-dimeri jbiddlu l-assorbiment effettiv |
| Irradianza | Rapporti antimikrobiċi fuq il-bnedmin ikopru madwar 50 sa 750 mW għal kull cm kwadru; studji tal-feriti fl-annimali ġeneralment jużaw 100 mW għal kull cm kwadru jew inqas | Irradianza għolja tista’ teżawrixxi l-ossiġnu lokali aktar malajr milli l-perfużjoni tissostitwih, u dan inaqqas l-effiċjenza bl-istess fluwenza nominali |
| Fluwenza | Rapporti antimikrobiċi fuq il-bnedmin ikopru madwar 6 sa 18 J għal kull cm kwadru fuq 8 sekondi sa 10 minuti; studji tal-feriti fl-annimali jkopru madwar 12 sa 360 J għal kull cm kwadru | L-enerġija totali mingħajr l-irradianza, il-ħin u l-ġeometrija hija doża mhux deskritta kompletament |
| Ossiġenazzjoni | Rarament ikkontrollata direttament; dedotta mit-tip ta’ tessut, mir-rata tal-fluwenza u mill-frazzjonament | Il-kimika tat-Tip II tikkonsma l-ossiġnu, għalhekk parametri tad-dawl identiċi jistgħu jagħtu effetti differenti f’miri b’perfużjoni tajba meta mqabbla ma’ miri ipossiċi |
| Mira u kuntest | Mudelli ta’ infezzjonijiet tal-ġilda u tal-feriti, mudelli ta’ bijofilm orali, sistemi ta’ karċinoma u melanoma f’kultura, tumuri fil-ġrieden, rapporti storiċi dwar tumuri tal-ġilda | Il-ġeometrija, il-fond, l-ottika u l-ħsara tollerata mill-organiżmu ospitanti jvarjaw tant li l-valuri antimikrobiċi qatt ma jistgħu jiġu applikati kwantitattivament għax-xogħol fuq it-tumuri |
Il-meded ta’ hawn fuq huma meded osservati fl-istudji, mhux protokoll rakkomandat. Din id-distinzjoni hija l-għan tat-tabella. Il-firxa wiesgħa tad-dożi tad-dawl irrappurtati hija fiha nnifisha evidenza li ma teżistix doża ta’ dawl għall-blu tal-metilen li tista’ tiġi trasferita minn kuntest għal ieħor. Kuntest relatat tal-laboratorju dwar ix-xogħol fuq bijofilms attivat bid-dawl jinsab f’il-blu tal-metilen kontra l-bijofilms, u kuntest usa’ dwar il-ġilda u t-terapija bid-dawl jinsab fil-prinċipji bażiċi tal-fotosensittività tal-ġilda u tad-doża tad-dawl.
Għaliex valuri identiċi tal-enerġija jistgħu jagħtu riżultati bijoloġiċi differenti
Erba’ punti ta’ konfużjoni jerġgħu jitfaċċaw kull meta jiġu kkwotati parametri ppubblikati mingħajr il-kuntest tagħhom.
L-ewwel, il-fluwenza mhijiex id-doża. Żewġ espożizzjonijiet bl-istess tul ta’ mewġa u bl-istess J għal kull cm kwadru jvarjaw jekk waħda tingħata malajr u l-oħra bil-mod, għax it-tnaqqis tal-ossiġnu, it-tiswija waqt l-espożizzjoni u l-ibbliċjar fotokimiku tal-kolorant kollha jiddependu mir-rata u mill-ħin. Meta tiġi rrappurtata l-enerġija mingħajr l-irradianza u l-ħin tal-espożizzjoni, l-esperiment ma jkunx deskritt biżżejjed.
It-tieni, l-ottika tat-tessut tbiddel it-tifsira tal-parametri tal-lampa. L-assorbiment, it-tifrix, il-ġeometrija tal-wiċċ u t-tifrix lura jfissru li l-fluwenza ġewwa t-tessut tista’ tvarja sostanzjalment mill-valur imkejjel fl-apertura tal-lampa, f’ċerti ċirkostanzi b’fatturi li joqorbu lejn tnejn skont il-letteratura tad-dożimetrija klinika. Valur ikkupjat minn studju jiddeskrivi l-ġeometrija ta’ dak l-istudju, mhux kull ġeometrija.
It-tielet, il-lokalizzazzjoni tiddetermina l-mira. Kolorant katjoniku jitqassam bejn membrani, mitokondriji, liżosomi, kisi batteriku jew matriċi ekstraċellulari skont il-formulazzjoni, iċ-ċarġ, il-lipofiliċità, l-intervall u t-tessut. L-analiżi tal-fotokimika tal-1993 tiddokumenta ħsara lill-aċidi nuklejċi, lill-proteini, lil-lipidi, lill-membrani, lill-organelli, lill-viruses, lill-batterji, liċ-ċelloli tal-mammiferi u lis-sistemi ta’ tumuri. Dan huwa proprju għaliex l-istess kombinazzjoni ta’ kolorant u dawl tista’ toqtol permezz ta’ mogħdijiet differenti f’arranġamenti differenti.
Ir-raba’, l-ossiġnu jiġi kkunsmat. Rati għoljin ta’ fluwenza jistgħu jaqbżu l-provvista mill-ġdid permezz tad-diffużjoni u l-perfużjoni u joħolqu ipossija temporanja waqt l-espożizzjoni. Meta jiġri dan, iż-żieda ta’ aktar dawl iżżid ftit jew xejn mal-effett tat-Tip II. Il-frazzjonament u l-irradianza aktar baxxa jiġu studjati parzjalment bħala tweġibiet għal dan il-limitu. Għalhekk ukoll, il-marġni ta’ sikurezza u l-ossiġenazzjoni tat-tessut għandhom jiġu indirizzati fl-istandards tas-sikurezza u tas-superviżjoni klinika, mhux f’manwal ta’ lampa.
Proċedura mmexxija minn kliniku, mhux riċetta għad-dar
It-terapija studjata tingħata f’ambjent fejn id-dijanjożi, id-dożimetrija u s-superviżjoni jeżistu flimkien. Xi ħadd irid jikkonferma x’inhi l-leżjoni u kemm tinfirex fil-fond, jagħżel formulazzjoni u intervall bejn il-mediċina u d-dawl adattati għal dik il-mira, jikkalibra s-sors fuq żona definita b’ġeometrija definita, u jimmonitorja l-ġilda, l-għajnejn, l-uġigħ u r-rispons tat-tessut lokali. L-analiżi tal-iżvilupp tal-fenotijażinju li fuqha hija bbażata din id-diskussjoni tippreżenta l-qasam kollu bħala ottimizzazzjoni tar-relazzjoni bejn l-istruttura u l-attività taħt kundizzjonijiet ikkontrollati, mhux bħala kolorant flimkien ma’ dawl aħmar ġeneriku.
L-imitazzjoni fid-dar tonqos milli tikkontrolla dawn il-varjabbli kollha fl-istess ħin. Il-lampi għall-konsumaturi rarament jirrapportaw irradianza spettrali kkalibrata fid-distanza tat-terapija. Il-konċentrazzjoni tal-kolorant applikat ma tgħid xejn dwar il-frazzjoni tal-monomeru jew il-lokalizzazzjoni intraċellulari. L-ossiġenazzjoni tat-tessut mhijiex magħrufa u tinbidel waqt l-espożizzjoni. L-ebda waħda mill-meded iċċitati ma tiġġustifika protokoll fid-dar, u dan l-artiklu deliberatament ma jagħti ebda riċetta li tista’ tintuża. Il-qarrejja li qed jiżnu l-kwalità ġenerali tal-evidenza għandhom jużaw kif taqra studju dwar il-blu tal-metilen qabel ma jaslu għal konklużjonijiet minn xi studju wieħed, u l-qarrejja kurjużi dwar approċċi li jużaw id-dawl biss mingħajr fotosensibilizzatur għandhom jibdew b’it-terapija bid-dawl aħmar mingħajr fotosensibilizzatur.
X’ma jistabbilixxix dan l-artiklu
Ma jistabbilixxix li t-terapija fotodinamika bil-blu tal-metilen tfejjaq xi kundizzjoni tal-ġilda, telimina xi infezzjoni jew tittratta xi tumur. L-analiżijiet tal-mekkaniżmi ċċitati hawn kejlu l-fotokimika u qabblu l-istrutturi tal-koloranti; ma preskrivew ebda konċentrazzjoni klinika jew fluwenza. Il-meded tal-parametri kkwotati hawn fuq ġejjin minn rapporti eteroġenji fuq il-bnedmin u minn mudelli tal-annimali b’miri, fond, formulazzjonijiet u punti finali differenti, u ma jistgħux jittieħdu l-medji tagħhom biex tinħoloq gwida. L-evidenza speċifika għat-tumuri, inklużi l-limitazzjonijiet tar-rapporti kliniċi bikrin dwar il-karċinoma taċ-ċelloli bażali, is-sarkoma ta’ Kaposi u l-melanoma, tiġi vvalutata separatament fil-ġabra tar-riċerka dwar il-kanċer. Il-kwistjonijiet tal-purità u tal-akkwist ta’ materjal ta’ grad tal-laboratorju huma separati mit-terapija u jiġu indirizzati f’kif tagħżel prodott tal-blu tal-metilen.