Maqola
Metilen ko‘ki bilan fotodinamik terapiya: muolaja qanday o‘rganiladi
Metilen ko‘ki bilan fotodinamik terapiya ikki bosqichdan iboratdek tuyuladi. Ko‘k bo‘yoq surtiladi, qizil yorug‘lik tushiriladi. Bunday tasavvur noto‘g‘ri va bu muolaja haqidagi chalkashliklarning aksariyati aynan shundan kelib chiqadi. O‘rganilayotgan muolaja bir joyda, bir vaqtda mavjud bo‘lishi kerak bo‘lgan uch qismdan iborat: yorug‘likni yutuvchi shakldagi fotosensibilizator, o‘lchangan dozadagi mos to‘lqin uzunligiga ega fotonlar va uzatilgan energiyani qabul qiluvchi molekulyar kislorod. Ulardan birortasi bo‘lmasa, da’vo qilinayotgan ta’sirning mexanizmi qolmaydi.
Ushbu maqola tadqiqotchilar bu uch qismli tizimni qanday tavsiflashini, qaysi parametrlarni nazorat qilishini va nima uchun e’lon qilingan to‘lqin uzunligi hamda energiya qiymatini uy sharoitidagi muolajaga aylantirib bo‘lmasligini tushuntiradi. Saraton bo‘yicha natijalar alohida metilen ko‘ki va saraton tadqiqotlari sharhida ko‘rib chiqiladi, stomatologik qo‘llanishlar esa og‘iz bo‘shlig‘i va stomatologiyadagi fotodinamik tadqiqotlar to‘plamida jamlangan. Bu yerda ularning hech biri takrorlanmaydi.
Bo‘yoq shunchaki rang beruvchi modda emas, balki fotosensibilizatordir
Metilen ko‘ki qizil yorug‘likni kuchli yutadi: monomerning yutilish cho‘qqisi 664 dan 666 nm gacha bo‘lgan oraliqqa yaqin, molyar yutilish koeffitsiyenti esa juda yuqori. Metilen ko‘ki bilan fotodinamik terapiya tadqiqotlarida odatda taxminan 630 dan 680 nm gacha bo‘lgan qizil yorug‘lik manbalari ishlatilishining sababi shu yutilish diapazonidir. Bu diapazondan tashqaridagi lampa yorqin ko‘rinishi mumkin, ammo amalda foydali qo‘zg‘alish deyarli bermaydi. Bu tanlovning to‘lqin uzunligiga oid asoslari metilen ko‘ki qizil yorug‘likni qanday yutishi haqidagi maqolada tushuntirilgan.
Yutilish faqat birinchi bosqichdir. Qo‘zg‘algan bo‘yoq uzoqroq yashovchi triplet holatga o‘tadi va u yerdan ikkita fotokimyoviy yo‘l ochiladi. I turdagi kimyoviy jarayonlarda qo‘zg‘algan bo‘yoq yaqin atrofdagi substratlar bilan elektronlar yoki vodorod atomlarini almashadi va radikallarni hosil qiladi; keyingi reaksiyalarda superoksid ham ishtirok etadi. II turdagi kimyoviy jarayonlarda triplet holatdagi bo‘yoq energiyani bevosita asosiy holatdagi kislorodga uzatadi va singlet kislorod hosil qiladi. Kislorod mavjud sharoitlarda metilen ko‘ki asosan singlet kislorod sensibilizatori sifatida ishlaydi; suvdagi kvant unumi taxminan 0.5 ekani qayd etilgan. I turdagi jarayonlarning hissasi esa mahalliy muhitga qarab ortadi yoki kamayadi. Metilen ko‘kining biologik substratlar bilan fotokimyosi haqidagi 1993-yilgi sharh ikkala yo‘lni ham tavsiflaydi va nega ularning nisbatini bo‘yoq yorlig‘idan bilib bo‘lmasligini ko‘rsatadi.
Xuddi shu sharh nuklein kislotalardagi asosiy nishonni ham ko‘rsatadi. Guanin DNK asoslari orasida eng past oksidlanish potensialiga ega, shu sababli singlet kislorod uni ustuvor ravishda oksidlab, 8-okso-dezoksiguanozin kabi mahsulotlarni hosil qiladi. Bunday shikastlanish uchun DNK orasiga interkalatsiya bo‘lishi shart emas. Biroq sharh barcha jarayonlarni faqat DNK bilan izohlashdan ham ogohlantiradi. Metilen ko‘ki oqsillar, lipidlar va membranalarni oksidlaydi, har bir tajribada nobud bo‘lishga olib keluvchi nishon esa bo‘yoq qayerda joylashishiga bog‘liq. Shuning uchun atrofdagi eritma konsentratsiyasi nishondagi dozaning zaif bilvosita ko‘rsatkichidir. Yorug‘lik orqali kechadigan bu kimyoviy jarayonlarni bo‘yoqning qorong‘ilikdagi oksidlanish-qaytarilish vazifalari bilan solishtirayotgan o‘quvchilar ularni alohida ko‘rishi kerak; bu metilen ko‘ki hujayralarda qanday ishlashi haqidagi materialda bayon etilgan.
Optimallashtirilgan dori emas, balki boshlang‘ich birikma
Ikkinchi asosiy manba — fenotiazin asosidagi fotosensibilizatorlarni ishlab chiqish haqidagi 2005-yilgi sharh. Unda metilen ko‘ki tayyor fotosensibilizator emas, balki kamchiliklari ma’lum bo‘lgan boshlang‘ich tuzilma sifatida ko‘riladi. Tuzilmadagi kichik o‘zgarishlar lipofillik, hujayraga kirish, hujayra ichida joylashish, singlet kislorod hosil bo‘lishi, qorong‘ilikdagi toksiklik va qaytarilishga chidamlilikni o‘zgartiradi. Masalan, xromoforning metillanishi lipofillik va singlet kislorod hosil bo‘lishini oshiradi hamda nofaol leyko shaklga qaytarilishni sekinlashtiradi; sharhga asos bo‘lgan ishlarda metillangan analoglar har kvadrat cm uchun taxminan 7.2 J da yuqoriroq fototoksiklik ko‘rsatgan. Shunga qaramay, lipofillikning yuqoriligi avtomatik ravishda yaxshiroq degani emas: haddan tashqari gidrofoblik eruvchanlikni pasaytiradi, agregatsiyani kuchaytiradi va fotokimyoviy jarayonlar uchun zarur geometriyani buzishi mumkin.
Leyko shaklga alohida e’tibor berish kerak, chunki u ko‘zga ko‘rinmaydi. Oksidlangan metilen ko‘ki ko‘k rangda bo‘ladi va qizil yorug‘likni yutadi. Qaytarilgan leyko-metilen ko‘ki deyarli rangsiz bo‘lib, xuddi shu diapazonda yorug‘likni sust yutadi. Shu sababli hujayra ichida yoki kislorod bilan kam ta’minlangan to‘qimada qaytarilgan bo‘yoq qayta oksidlangunga qadar fotofaol bo‘yoq zaxirasidan vaqtincha chiqadi. Demak, surtilgan konsentratsiya o‘zgarmasa ham, to‘qimaning oksidlanish-qaytarilish holati fotosensibilizatorning samarali konsentratsiyasini o‘zgartiradi. Preparat shakllarining tarixi, jumladan, ushbu bo‘yoqlar oilasining dastlabki klinik va laboratoriya qo‘llanishlari metilen ko‘kining tibbiyotdagi tarixi maqolasida yoritilgan.
Tadqiqot jadvali: nimalar o‘zgaradi va bu nimani anglatadi
Quyidagi jadval ushbu maqola uchun tayyorlangan original taqqoslash materialidir. Har bir qator tadqiqotlarda qayd etilishi kerak bo‘lgan bitta muolaja o‘zgaruvchisini ifodalaydi. Bitta sozlamaning o‘zgarishi qolgan barcha parametrlar ma’nosini nega o‘zgartirishini tushunish uchun qatorlarni chapdan o‘ngga o‘qing.
| O‘zgaruvchi | Tadqiqotlarda nimalar qayd etiladi | Nima uchun bu natijani o‘zgartiradi |
|---|---|---|
| Fotosensibilizatorning preparat shakli | Suv, fiziologik eritma yoki buferdagi erkin bo‘yoq; hayvonlarda olib borilgan ishlarda etanol va Cremophor asoslari; eksperimental ishlarda liposomalar, polimer zarrachalar yoki siklodekstrin tashuvchilar | Asos va tashuvchi modda hujayraga kirish, joylashish hamda biofilm matriksi yoki o‘sma to‘qimasi kabi to‘siqlardan o‘tishni o‘zgartiradi |
| Qo‘llanilgan konsentratsiya | Odamlardagi antimikrob tadqiqotlarda preparatni qo‘llash bilan yorug‘lik tushirish orasidagi vaqt 1 dan 5 daqiqagacha bo‘lganda taxminan 0.0003 dan 0.06 M gacha qayd etilgan; hayvonlardagi o‘sma tadqiqotlarida o‘sma ichiga har mL uchun taxminan 500 mikrogramm yuborilgan misollar bor | Eritmaning umumiy konsentratsiyasi yuqoriroq bo‘lsa, 590 nm yaqinidagi yutilish bilan bog‘liq dimerlanish ortishi va monomerning mahsuldor fotokimyoviy reaksiyalari kamayishi mumkin; shu sababli konsentratsiyani ikki baravar oshirish ta’sirni ikki baravar oshirishi shart emas |
| Preparatni qo‘llash bilan yorug‘lik tushirish orasidagi vaqt | Mahalliy antimikrob tajribalarda daqiqalar; o‘sma modellarida uzoqroq va preparat asosiga bog‘liq | Bu vaqt yorug‘lik tushganda bo‘yoq qayerda bo‘lishini belgilaydi, bu esa asosiy biologik nishonni belgilaydi |
| To‘lqin uzunligi | Odatda taxminan 630 dan 680 nm gacha | Monomerning yutilish diapazoniga mos kelishi kerak; dimerlar ko‘p bo‘lgan eritmalar samarali yutilishni siljitadi |
| Nurlanish quvvat zichligi | Odamlardagi antimikrob tadqiqotlarda har kvadrat cm uchun taxminan 50 dan 750 mW gacha; hayvonlardagi yara tadqiqotlarida odatda har kvadrat cm uchun 100 mW yoki undan past | Yuqori nurlanish quvvat zichligi mahalliy kislorodni perfuziya orqali tiklanishidan tezroq sarflashi mumkin, bu esa bir xil nominal flyuensda samaradorlikni pasaytiradi |
| Flyuens | Odamlardagi antimikrob tadqiqotlarda 8 soniyadan 10 daqiqagacha bo‘lgan vaqt davomida har kvadrat cm uchun taxminan 6 dan 18 J gacha; hayvonlardagi yara tadqiqotlarida har kvadrat cm uchun taxminan 12 dan 360 J gacha | Nurlanish quvvat zichligi, vaqt va geometriyasiz umumiy energiya dozani to‘liq ifodalamaydi |
| Kislorod bilan ta’minlanish | Kamdan-kam bevosita nazorat qilinadi; to‘qima turi, flyuens tezligi va fraksiyalashdan kelib chiqib baholanadi | II turdagi kimyoviy jarayonlar kislorodni sarflaydi, shuning uchun bir xil yorug‘lik sozlamalari yaxshi perfuziyalanadigan va gipoksik nishonlarda turli ta’sirlar berishi mumkin |
| Nishon va tajriba sharoiti | Teri va yara infeksiyasi modellari, og‘iz bo‘shlig‘i biofilm modellari, kulturada o‘stirilgan karsinoma va melanoma tizimlari, sichqon o‘smalari, teri o‘smalariga oid tarixiy hisobotlar | Geometriya, chuqurlik, optik xususiyatlar va organizm to‘qimalarining yo‘l qo‘yiladigan shikastlanishi shu qadar farqlanadiki, antimikrob tadqiqotlardagi sonlarni o‘sma tadqiqotlariga miqdoriy jihatdan ko‘chirib bo‘lmaydi |
Yuqoridagi oraliqlar tadqiqotlarda kuzatilgan qiymatlardir, tavsiya etiladigan protokol emas. Jadvalning maqsadi aynan shu farqni ko‘rsatishdir. Qayd etilgan yorug‘lik dozalarining keng tarqalishi o‘ziyoq metilen ko‘ki uchun boshqa sharoitlarga ko‘chirib qo‘llanadigan yorug‘lik dozasi yo‘qligini ko‘rsatadi. Yorug‘lik bilan faollashtiriladigan biofilm tajribalariga oid laboratoriya konteksti metilen ko‘ki biofilmlarga qarshi maqolasida berilgan, teri va yorug‘lik terapiyasiga oid kengroq ma’lumotlar esa terining yorug‘likka sezgirligi va yorug‘lik dozasi asoslari materialida keltirilgan.
Nima uchun bir xil energiya qiymatlari turli biologik natijalar berishi mumkin
E’lon qilingan parametrlar o‘z kontekstisiz keltirilganda to‘rtta chalkashlik qayta-qayta uchraydi.
Birinchidan, flyuens doza degani emas. Bir xil to‘lqin uzunligida va har kvadrat cm uchun bir xil J qiymatida o‘tkazilgan ikki ta’sirlanishdan biri tez, ikkinchisi sekin amalga oshirilsa, ular farq qiladi. Chunki kislorodning kamayishi, ta’sirlanish paytidagi tiklanish va bo‘yoqning yorug‘lik ta’sirida rangsizlanishi tezlik hamda vaqtga bog‘liq. Nurlanish quvvat zichligi va ta’sirlanish vaqtini ko‘rsatmasdan faqat energiyani qayd etish tajribani yetarli darajada tavsiflamaydi.
Ikkinchidan, to‘qimaning optik xususiyatlari lampa sozlamasi belgilagan qiymatni o‘zgartiradi. Yutilish, sochilish, sirt geometriyasi va teskari sochilish tufayli to‘qima ichidagi flyuens lampaning chiqish teshigida o‘lchangan qiymatdan sezilarli farq qilishi mumkin. Klinik dozimetriya adabiyotlariga ko‘ra, ayrim sharoitlarda bu farq ikki baravarga yaqinlashadi. Maqoladan ko‘chirilgan son har qanday geometriyani emas, aynan o‘sha maqoladagi geometriyani tavsiflaydi.
Uchinchidan, joylashish nishonni belgilaydi. Kationli bo‘yoq preparat shakli, zaryad, lipofillik, vaqt oralig‘i va to‘qimaga qarab membranalar, mitoxondriyalar, lizosomalar, bakteriya qobiqlari yoki hujayradan tashqari matriks orasida taqsimlanadi. 1993-yilgi fotokimyo sharhi nuklein kislotalar, oqsillar, lipidlar, membranalar, organellalar, viruslar, bakteriyalar, sutemizuvchi hujayralari va o‘sma tizimlaridagi shikastlanishlarni hujjatlashtiradi. Aynan shu sababli bir xil bo‘yoq va yorug‘lik juftligi turli tajriba sharoitlarida turli yo‘llar orqali nobud bo‘lishga olib kelishi mumkin.
To‘rtinchidan, kislorod sarflanadigan resursdir. Yuqori flyuens tezligi diffuziya va perfuziya orqali kislorodning qayta yetkazilishidan o‘zib ketishi va ta’sirlanish o‘rtasida vaqtinchalik gipoksiya yuzaga keltirishi mumkin. Bunday holatda ko‘proq yorug‘lik qo‘shish II turdagi ta’sirni juda kam oshiradi yoki umuman oshirmaydi. Fraksiyalash va pastroq nurlanish quvvat zichligi qisman shu cheklovga yechim sifatida o‘rganiladi. Xavfsizlik chegaralari va to‘qimaning kislorod bilan ta’minlanishi lampa qo‘llanmasida emas, klinik xavfsizlik va nazorat standartlarida ko‘rib chiqilishi kerakligining sababi ham shudir.
Uy sharoitidagi yo‘riqnoma emas, shifokor boshchiligidagi muolaja
O‘rganilayotgan muolaja tashxislash, dozimetriya va nazorat birgalikda mavjud bo‘lgan sharoitda o‘tkaziladi. Kimdir zararlangan o‘choqning nima ekanini va qanchalik chuqur tarqalganini tasdiqlashi, shu nishonga mos preparat shakli hamda preparatni qo‘llash bilan yorug‘lik tushirish orasidagi vaqtni tanlashi, manbani belgilangan geometriyaga ega belgilangan maydon bo‘yicha kalibrlashi va teri, ko‘zlar, og‘riq hamda mahalliy to‘qima reaksiyasini kuzatishi kerak. Asos bo‘lgan fenotiazin hosilalarini ishlab chiqish sharhi butun sohani bo‘yoq va oddiy qizil yorug‘lik birikmasi sifatida emas, balki nazorat qilinadigan sharoitlarda tuzilma–faollik munosabatini optimallashtirish sifatida ko‘rsatadi.
Uyda takrorlashga urinish barcha nazorat qilinadigan o‘zgaruvchilar bo‘yicha bir vaqtning o‘zida muvaffaqiyatsiz bo‘ladi. Maishiy lampalarda muolaja masofasidagi kalibrlangan spektral nurlanish quvvat zichligi kamdan-kam ko‘rsatiladi. Surtilgan bo‘yoq konsentratsiyasi monomer ulushi yoki hujayra ichidagi joylashish haqida hech narsa demaydi. To‘qimaning kislorod bilan ta’minlanishi noma’lum va ta’sirlanish davomida o‘zgaradi. Keltirilgan oraliqlarning hech biri uy sharoitida qo‘llash protokoliga asos bo‘la olmaydi va ushbu maqola ataylab amalda qo‘llash mumkin bo‘lgan yo‘riqnoma bermaydi. Dalillarning umumiy sifatini baholayotgan o‘quvchilar alohida bir maqoladan xulosa chiqarishdan oldin metilen ko‘ki haqidagi tadqiqotni qanday o‘qish kerak materialidan foydalanishi kerak. Fotosensibilizatorsiz, faqat yorug‘likka asoslangan yondashuvlarga qiziqqan o‘quvchilar esa fotosensibilizatorsiz qizil yorug‘lik terapiyasi materialidan boshlashi kerak.
Ushbu maqola nimalarni tasdiqlamaydi
Ushbu maqola metilen ko‘ki bilan fotodinamik terapiya biror teri kasalligini tuzatishi, biror infeksiyani yo‘qotishi yoki biror o‘smani davolashini tasdiqlamaydi. Bu yerda keltirilgan mexanizmlarga oid sharhlar fotokimyoviy jarayonlarni o‘lchagan va bo‘yoq tuzilmalarini taqqoslagan; ular klinik konsentratsiya yoki flyuens belgilamagan. Yuqorida keltirilgan parametr oraliqlari nishonlari, chuqurliklari, preparat shakllari va yakuniy baholash ko‘rsatkichlari turlicha bo‘lgan, odamlardagi turli hisobotlar hamda hayvon modellaridan olingan. Ularni o‘rtachalashtirib tavsiya chiqarib bo‘lmaydi. O‘smalarga xos dalillar, jumladan, bazal hujayrali karsinoma, Kaposhi sarkomasi va melanoma haqidagi dastlabki klinik hisobotlarning cheklovlari saraton tadqiqotlari to‘plamida alohida baholanadi. Laboratoriya sifatidagi materialning tozaligi va uni qayerdan olish masalalari muolajadan alohida mavzu bo‘lib, metilen ko‘ki mahsulotini qanday tanlash kerak maqolasida ko‘rib chiqilgan.