Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физические основы фотодинамической терапии рака

Согласно поведённым исследованиям я узнала, что фотодинамическая терапия (ФДТ) - это эффективный, оргоносохраняющий и относительно безопасный метод лечения раковых заболеваний при помощи света и препаратов фотосенсибилизаторов (ФС), веществ содержащих хромофорную группу, которые накапливаются в раковых клетках и под воздействием света начинают их разрушать. Метод работает в различных локализациях как в наружных, так и висцеральных, метод используется также и для лечения некоторых неопухолевых заболеваний.

Методы лечения светом известны науке уже долгое время. Фототерапия зародилась примерно 4 тыс. лет назад в Египте и Индии. В те времена, как и сейчас, люди страдали от витилиго - кожного заболевания, при котором на некоторых участках кожи деградируют и исчезают меланоциты. Древние врачи для лечения витилиго начали использовать экстракты, получаемые при кипячении семян растений семейства Зонтичные (Ammi majus) или Бобовые (Psoralea corylifolia). Экстракты либо наносили на поверхность кожи, либо принимали внутрь, после чего больные подвергались действию яркого в этих странах солнечного света. Лечение приводило к постепенному восстановлению пигментации. Без света экстракты не действовали. Так или иначе, уже древние египтяне и индусы практически применяли фотохимиотерапию.

Первый сеанс фотодинамической терапии для лечения раковых опухолей был проведен более ста лет назад, в 1903 году в Германии профессором Мюнхенского университета Г. Таппайнером и его коллегами. Тогда же был введен и термин «фотодинамическое действие». А началось все с того, что в 1897 году студент этого же университета Оскар Рааб обнаружил, что микроорганизмы, помещенные в раствор красителя акридинового оранжевого, гибнут на солнечном свету. Потом оказалось, что фототоксическим действием обладают и некоторые другие вещества, в частности эозин, ярко-розовый флуоресцирующий краситель. Первых пациентов с базальноклеточным раком кожи лица лечили так: пораженные места просто смазывали раствором эозина и затем облучали светом дуговой лампы.

Несмотря на успех этих опытов, метод развивался крайне медленно. В основном фотосенсибилиза торы пытались применять для диагностики рака, что, конечно, тоже было очень важно. Но по-настоящему интерес к фотодинамической терапии вспыхнул только в конце семидесятых годов, когда американский ученый Т. Догерти опубликовал впечатляющие результаты клинического применения этого метода. Догерти облучал пациентов светом лазера на красителях и использовал в качестве фотосенсибилизатора препарат на основе гематопорфирина, позднее получивший название «фотофрин».

С конца восьмидесятых годов. Главным инициатором этого выступил член-корреспондент Российской академии медицинских наук, профессор О.К. Скобелкин. Зарубежный фотофрин был очень дорог, требовались доступные отечественные сенсибилизаторы. Российским аналогом фотофрина стал фотогем, созданный под руководством профессора А.Ф. Миронова в Московской академии тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова. Десять лет назад, в феврале 1992 года, этот препарат был впервые применен для лечения рака. Сейчас фотогем разрешен Министерством здравоохранения РФ для широкого клинического использования. Позднее появились и другие отечественные препараты - фотосенс, аласенс. Постоянно идет поиск новых соединений, и основные критерии отбора - это высокая степень избирательности по отношению к злокачественным тканям, поглощение в красной области спектра и быстрое выведение из организма.

Итак, разберём суть фотодинамической терапии. Опухолевых клетки организма и под действием активных форм кислорода разрушаются. Активные формы кислорода образуются в результате фотохимической реакции, для этого и необходим свет. Но не все световые лучи подходят для ФДТ, а лишь красный (600 - 700 нм), лучи которого могут проникать в ткани живых организмов. Главным компонентом терапии являются фотосенсибилизаторы, эти вещества повышают чувствительность клетки к свету, преимущественно накапливаясь в клетках опухоли. Так как же это всё-таки работает? В основе ФДТ лежат фотобиологические процессы, начинающиеся с поглощения кванта света биологически важной молекулой и заканчивающиеся какой-либо физиологической реакцией (позитивной или негативной) на уровне организма. В природе каждый день происходят миллионы различных фотобиологических реакций:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Но в принципе, все эти реакции протекают одинаково и делятся на следующие стадии:

1) поглощение кванта света молекулой; 2) внутримолекулярные процессы обмена энергией (фотофизические процессы);

3) межмолекулярные процессы переноса энергии возбужденного состояния;

4) первичный фотохимический акт, сопровождающийся образованием короткоживущих, нестабильных фотопродуктов;

5) темновые реакции, заканчивающиеся образованием стабильных продуктов;

6) биохимические реакции с участием фотопродуктов;

7) общефизиологический ответ на действие света.

Вот и при воздействии на опухоль реакция идёт сходным образом: фотосенсибилизатор поглощает квант света и переносит его энергию на кислород, тем самым переводя кислород в активную синглетную форму. Синглентный кислород (для его получения требуется лишь поглощение энергии без химической модификации кислородных молекул) окисляет белки и другие биомолекулы и тем самым разрушает внутренние структуры опухолевой клетки. Клетка становится нежизнеспособной, и ее «съедают» фагоциты. Также не маловажным эффектом является то, что при ФДТ повреждаются сосуды снабжающие опухоль кислородом и питательными веществами, что тоже вызывает гибель пораженной клетки.

Поэтому, ФДТ является трехкомпонентным метом лечения, в котором участвуют: 1) фотосенсибилизатор, селективно накапливающийся в тканях с интенсивным метаболизмом, прежде всего в тканях злокачественных опухолей; 2) красный свет с длиной волны, соответствующей длинноволновому пику поглощения фотосенсибилизатора, и 3) кислород-патологических тканей, подвергаемых фотодинамическому воздействию. Накопившийся в опухоли (или других тканях с интенсивным метаболизмом) фотосенсибилизатор активируется путем локального светового воздействия.

Немаловажным инструментов в ФДТ является лазер - мощный источник света, который применяется либо в качестве инструмента при функциональных исследованиях или лабораторном анализе, либо как средство воздействия на ткани человека. Различают два вида лазеров: низкочастотный (НИЛ) - терапевтический и высокочастотный(ВИЛ) - хирургический.

Излучение ВИЛ оказывает заметное негативное воздействие на ткани (нагрев, обугливание, испарение). В этом случае интенсивность составляет около 100 Вт/м2, интервал используемых длин волн простирается от далекой ИК до УФ области. Оно используется в лазерной хирургии. В ФТД используется излучение НИЛ, которое не оказывает прямого разрушительного действия на ткани, т.к. их эффекты основаны на фотохимических реакциях. Используемая интенсивность в среднем составляет 0.1 Вт/м2, а интервал излучаемых волн лежит в видимой и ближней ИК областях шкалы электромагнитных волн. Использование НИЛ приводит к более избирательному поражению опухолевых тканей и сохранению окружающих нормальных тканей.

Преимущества.

• Локальность действия. Она обосновывается тем, что ФС накапливается, по большей части, в клетках опухоли, а также тем, что свет во время ФДТ направляется лишь к месту опухоли. Это позволяет врачу не травмировать соседние незараженные ткани.

• Сокращает срок лечения. ФДТ, в отличие от хирургических и лучевых методов лечения, позволяет пациенту быстрее восстановить трудоспособность.

• ФДТ может проводиться амбулаторно.

• ФДТ может использоваться многократно, в отличие от радиотерапии.

• Отличный косметический эффект, т.е. не оставляет шрамов, могут быть лишь еле заметные рубцы в тон собственной коже. Это исключительно важно для пациентов с опухолями на открытых участках тела.

? Опухолевая клетка не может приобрести устойчивость к ФС. Это объясняется тем, что для жизни всех клеток необходим кислород. При ФДТ используется активный кислород, и клетка опухоли начитает его потреблять, приводя себя к гибели.

• При ФДТ нет мутагенного действия, так, при использовании данной терапии не появляется новых опухолевых штаммов.

• Не требует анестезии.

• Комбинированное лечение, т.е. ФДТ можно использовать совместно с хирургическим методом для предотвращения распространения рака внутри тела и органов, таких как плевра и брюшина.

? Более эффективный и недорогостоящий метод лечения. Средняя стоимость ФДТ почти в 2 раза ниже средней стоимости лазерной фотодеструкции и в 3,2 раза ниже стоимости хирургического лечения с пребыванием в стационаре. Эта разница в стоимости лечения обусловлена, прежде всего, однократностью процедуры ФДТ, выполняемой у большинства больных в амбулаторных условиях. Кроме того, ФДТ обеспечивает в среднем на 129 дней большую продолжительность жизни больных с распространенным опухолевым процессом по сравнению с интенсивным хирургическим лечением, и на 48 дней большую - по сравнению с химиотерапией.

Недостатки.

? Повышенная светочувствительность. Даже если ФС преимущественно накапливается в опухолевых клетках, некоторое его количество накапливается и в остальных клетках организма, что повышает их восприимчивость к свету. Из-за этого незащищенные участи кожи при попадании солнечного или другого яркого света начинают опухать и покрываться волдырями. Чувствительность может сохраняться до 3-х месяцев в зависимости от индивидуальных особенностей организма.

Трудности

В основном трудности в использовании этого метода связаны именно с его основным недостатком, а именно светочувствительностью. Из-за опасности получения ожогов нужно выполнять некоторые правила, что вводит ограничения в повседневную жизнь пациента. Не рекомендуется выходить на улицу между 10 и 16 часами, когда солнце светит наиболее активно; все источники света должны быть защищены, например абажур на лампе; нежелательно использовать фен, т.к. высокая температура может активизировать лекарство в клетках. Несоблюдение правил безопасности приводит к появлению припухлостей. Образовавшаяся припухлость доставляет дискомфорт пациенту, вызывая боль как внутри, так и снаружи. При лечении рака гортани припухлость может вызвать её сужение, что приведёт к проблемам с глотанием, а при лечение рака лёгких и трахеи могут возникнуть проблемы с дыханием.

Противопоказаниями к применению ФДТ может являться хронические деструктивные и воспалительные заболевания почечной, сердечно-сосудистой или респираторной системы в стадии декомпенсации, заболевания крови, а также очень редкий вид аллергии на порфирин (пигмент, участвующий в обмене веществ). Для пациентов женского пола: беременность и период лактации

Перспективы

В современной медицине ФДТ приобретает всё большее и большее значение, т.к. очевидно преимущество этого метода в лечении рака и гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей. ФДТ имеет не только высокую лечебную эффективность, но и наименьший процент рецидивов. Поэтому учёные не теряют интереса к изучению и открытию методов ФДТ.

В научной литературе имеются сообщения, когда фотодинамическая терапия рака использовалась при болезни Баррета и других предопухолевых процессах слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Согласно проведенным эндоскопическим исследованиям у всех больных с эпителиальной дисплазией слизистой оболочки пищевода и болезнью Барретта после проведения ФДТ не было отмечено каких-либо остаточных изменений на слизистой оболочке и в подлежащих тканях. Полную абляцию опухоли у всех пациентов, получавших ФДТ, наблюдали при ограничении роста опухоли в пределах слизистой оболочки желудка. Описаны положительные результаты после ФДТ с применением нового фотосенсибилизатора фотодитазина. При опухолях легкого фотодинамическая терапия рака может стать методом выбора при двустороннем поражении бронхиального дерева в тех случаях, когда выполнение хирургической операции на противоположном легком невозможно. Проводят исследования по применению ФДТ при злокачественных новообразованиях кожи, мягких тканей, желудочно-кишечного тракта, метастазах злокачественных новообразований молочной железы и др. Получены обнадеживающие результаты интраоперационного применения ФДТ новообразований брюшной полости. Усовершенствование лазерной медицинской технологии за счет разработки новых фотосенсибилизаторов и средств транспортировки световых потоков, оптимизация методик позволят улучшить результаты ФДТ опухолей различных локализаций. Например, активно ведутся разработки препаратов для фотодинамической терапии (ФДТ), сконструированных путем комплексирования ФС с НЧ золота различной формы и размеров, т.к. наночастицы золота снижают вероятность быстрого разрушения молекул препарата на пути к опухоли, а также уменьшает его токсичность для здоровых тканей. Способность НЧ золота проникать сквозь фенестрованый эндотелий опухолевых сосудов обеспечивает большую избирательность накопления препарата в опухоли. Создание новых сенсибилизаторов и соответствующих им лазеров - не единственный путь повышения эффективности ФДТ.

В последние годы серьезные усилия прилагаются для развития направленной фотодинамической терапии рака (НФДТ). Как следует из названия, метод основан на точной доставке сенсибилизатора в заданную цель. Для этого используются моноклональные антитела, липопротеиды, белки и другие носители. При этом многократно понижается количество используемого сенсибилизатора. Несмотря на очевидные достоинства НФДТ, трудности, которые возникают на пути конкретной реализации метода, пока не позволили приступить к проверке метода в клинической практике. Оригинальный метод, предложенный канадским учёным Д. Кеннеди, основывается на таком регулировании биосинтеза порфиринов, при котором избыточно образующиеся в организме эндогенные порфирины сами направляются в опухоль. Метод Кеннеди предполагает местное нанесение d-АЛК в форме крема. Для освещения в этом случае используется обычная проекционная лампа. Полное излечение наблюдается в четырех случаях из пяти, что является очень высоким показателем. В настоящее время АЛК-ФДТ активно используется в ряде лабораторий для лечения кожных злокачественных заболеваний. В перспективе предполагается применение метода и для других типов опухолей при пероральном введении препарата.

Список литературы

фотодинамический терапия рак органосохраняющий

1. http://www.ddhealth.ru/bolezni-i-lechenie/onkologiya/1324fotodinamicheskaia-terapiia-raka

2. http://www.primamedica.ru/zabolevania/fotodinamicheskaya-terapiya-raka/

3. http://orake.info/fotodinamicheskaya-terapiya-kak-effektivnaya-innovaciya-vlechenii-onkologii/

4. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/147.html

5. http://www.nkj.ru/archive/articles/3964/ (Журнал «Наука и жизнь»)

6. Генина Э.А. Методы биофотоники: Фототерапия. - Саратов: Новый ветер, 2012. - 119 с.: ил.

7. Статья «Клинические и социально-экономические аспекты применения новой медицинской технологии фотодинамической терапии рака и неопухолевых заболеваний» Странадко Е.Ф. ФГБУ «Государственный научный центр лазерной медицины Федерального медико-биологического агентства России»

8. Статья «Наночастинки золота як компоненти фотосенсибілізаторів третього покоління для фотодинамічної терапії пухлин» Штонь І.О., Гамалія М.Ф. Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Е. Кавецького НАН України

Размещено на Allbest.ru