Terapia fotodynamiczna (PDT)

TERAPIA FOTODYNAMICZNA PDT

Terapia fotodynamiczna – PDT (ang. photodynamic therapy), to bardzo obiecująca metoda w onkologii. Metoda ta opiera się na wykorzystaniu światłoczułych związków, które selektywnie kumulują się w tkance nowotworowej i wzbudzenie ich określoną długością fali świetlnej.

PDT jest procedurą kilkuetapową. Jej efektywność zależy od koncentracjii fotouczulacza, światła dochodzącego do zmiany i tlenu znajdującego się w obszarze zmiany nowotworowej.

Podany dożylnie lub miejscowo fotouczulacz pochłaniany jest przez wszystkie komórki. Ze zdrowych tkanek usuwany jest po kilkunastu godzinach, w nowotworowych pozostaje nawet przez kilka dni. Wzmożony wychwyt tych substancji przez komórki nowotworowe może wynikać z ich wiązania się w osoczu z lipoproteinami o niskiej gęstości (LDL – ang.low density lipoprotein). LDL są szczególnie szybko wychwytywane przez komórki intensywnie dzielące się, do których należą komórki nowotworowe. Dodatkowo, słabo wykształcony system naczyń limfatycznych utrudnia procesy wydalania związków z miejsc.

MECHANIZM REAKCJI FOTODYNAMICZNEJ

Reakcja fotodynamiczna jest reakcją fotochemiczną i wymaga trzech składników: fotouczulacza, który lokalizuje się w tkance nowotworowej i uczula ją na działanie światła oraz źródła światła o odpowiedniej długości fali, które wzbudza zakumulowany w tkance nowotworowej fotouczulacz. Niezbędny jest też tlen rozpuszczony w tkance. Proces niszczenia komórek nowotworowych metodą fotodynamiczną jest zależny od stężenia tlenu w środowisku reakcji i zachodzić może według dwóch głównych mechanizmów:

Mechanizm I

Absorpcja fotonu przez cząsteczkę fotouczulacza (PS, ang. photosenstitizer) powoduje jego wzbudzenie i przejście z singletowego stanu podstawowego (S0) do stanu singletowego wzbudzonego (S1). Następnie w wyniku bezpromienistego przejścia, fotosensybilizator przechodzi do wzbudzonego stanu trypletowego . W tej postaci może wzbudzać biomolekuły, będące w jego otoczeniu. Nadmiar energii jest przekazywany na cząsteczkę tlenu. W ten sposób powstają reaktywne formy tlenu, niszczące komórki w procesie oksydacji.

Mechanizm II

Po przejściu fotosensybilizatora do wzbudzonego stanu trypletowego dochodzi do przekazania energii bezpośrednio na cząsteczkę tlenu. W wyniku tego powstaje tlen singletowy, charakteryzujący się stosunkowo długim czasem życia oraz wyjątkowo silnymi właściwościami oksydacyjnymi.

Stosunek udziału obu mechanizmów zależy od wielu czynników, m.in.: stężenia tlenu, stałej dielektrycznej tkanek, pH środowiska, struktury barwnika.

ZASTOSOWANIE PDT W ONKOLOGII

Terapia fotodynamiczna w porównaniu do klasycznych metod leczenia stosowanych w onkologii jest bardzo obiecująca. Zawdzięcza to wysokiej selektywności działania. Aktywność fotodynamiczna ograniczona jest bowiem tylko do naświetlanego miejsca. Jej protokoły terapeutyczne są proste do przeprowadzenia. Znacznie rzadziej dochodzi do powikłań. Tkanki regenerują się szybciej, co zapewnia bardzo dobry efekt kosmetyczny. Metoda jest mało inwazyjna wobec głębiej położonych struktur, umożliwia zachowanie funkcji leczonego narządu. Daje dobre rezultaty w terapii zmian pierwotnych, jak również w leczeniu paliatywnym czy jako uzupełnienie chirurgii, radio- i chemioterapii. PDT można przeprowadzać w warunkach ambulatoryjnych.

Nowotwory skóry

PDT jest stosowana w leczeniu miejscowym i układowym zmian dermatologicznych o charakterze łagodnym, np. łuszczycy, zmian naczyniowych płaskich, jak również w leczeniu nowotworów skóry. (raki podstawnokomórkowe, kolczystokomórkowe, choroba Bowena) (30, 31). Kliniczną skuteczność ALA-PDT opisano w terapii raka podstawnokomórkowego (BBC). W 90% przebadanych typów BBC uzyskano całkowite wyleczenie. Stosując to samo stężenie fotouczulacza w leczeniu choroby Bowena, uzyskano 88% całkowitych wyleczeń.

Nowotwory głowy i szyi

Najczęstszym zastosowaniem PDT w terapii nowotworów głowy i szyi jest leczenie stanów przednowotorowych, między innymi: nawracającej leukoplakii, i brodawczaków. PDT stosuje się również w leczeniu raka jamy nosowej i gardlowej, a także zatok nosowych.

Nowotwory ginekologiczne

PDT w ginekologii stosowane jest do leczenia pierwotnych nowotworów kobiecych narządów płciowych oraz ognisk przerzutowych nowotworów pochodzących z innych narządów. Terapii poddaje się zmiany przednowotworowe oraz zmiany wczesnoinwazyjne sromu, szyjki macicy oraz jajnika. PDT daje bardzo dobre rezultaty leczenia wczesnego raka szyjki macicy oraz zmian dysplastycznych u młodych kobiet. Zapewnia to dobry efekt kosmetyczny,oraz co najważniejsze zachowanie płodności. Także badania in vitro, na liniach komórkowych raka jajnik wskazują na skuteczność metody.

Nowotwory dróg moczowych

PDT daje dobre efekty leczenia raka brodawkowatego pęcherza moczowego. Duże znaczenie w urologii odgrywa także diagnostyka fotodynamiczna wykorzystująca ALA, dzięki której precyzyjnie rozpoznawany jest obszar powierzchniowych nowotworów pęcherza moczowego. PDT znajduje też zastosowanie w terapii raka gruczołu krokowego. Szczególnie w połączeniu z hipertermią i jednoczesnym podawaniem tlenu osiągane są oczekiwane efekty terpeutyczne.

Nowotwory przewodu pokarmowego

Praktyka wykazuje wysoką skuteczność terapii fotodynamicznej w przypadku zmian przednowotworowych i nowotworowychprzełyku. Dzięki endoskopii, także nowotwory żołądka, dróg żółciowych i jelita grubego mogą być celem PDT. Metoda sprawdza się także w paliatywnym leczeniu nieresekcyjnych przypadków raka dróg żółciowych.

Sarkom

Pierwsze kliniczne próby wskazują na możliwość wykorzystania terapii fotodynamicznej w leczeniu kostniakomięsaka, mięsaka lub fibromięsaka.

Chłoniaki

Dobre efekty terapii fotodynamicznej uzyskuje się też w leczeniu chloniaków T komórkowych i chłoniaka Hodgkina.

Terapia antybakteryjna

Badania wykazały skuteczność PDT w leczeniu zakażeń bakteryjnych, wirusowych i pasożytniczych. Metoda ta znacznie ogranicza ryzyko powstawania oporności bakterii na antybiotyki.

Drobnoustroje jednego lub kilku gatunków tworzą zorganizowaną strukturę nazywamy biofilmem. Żyjące w nich bakterie lub grzyby wykazują podwyższoną oporność na antybiotyki oraz działanie układu immunologicznego.

PDT okazała się na przykład bakteriobójcza w stosunku do rodzaju Streptococcus, grzybów szczepu Candida. PDT może być skierowaną przeciw bakteriom Gram-dodatnim oraz Gram-ujemnym w tym także przeciwko boreliozie. Badania wskazują na dużą użyteczność metody w eliminowaniu zakażeń bakteryjnych, grzybiczych, pierwotniakowych, a także wirusowych. Błękit metylenowy wykazuje toksyczność względem wirusa HIV, HBV, parwowirusa B19 oraz Wirusa Zachodniego Nilu. Terapia fotodynamiczna jest bardzo ważna w infekcjach wywołanych drobnoustrojami opornymi, szczególnie u pacjentów których działanie systemu immunologicznego jest zaburzone.

Naświetlanie krwi laserem w leczeniu borreliozy

Terapia fotodynamiczna może być stosowana też w leczeniu chorób nieonkologicznych takich jak borrelioza.

Naświetlanie krwi laserem to minimalnie inwazyjna metoda stosowana przy zakażeniach wirusowych i bakteryjnych. Podczas tej terapii założony dożylnie przewód laserowy, służy do bezpośredniego naświetlenia krwi obwodowej. Światło lasera ma za zadanie wywołać określone reakcje fizjologiczne. W terapii borreliozy, jako fotouczulacza używa się najczęściej hyperycyny lub curcuminy.