Диссертация (Создание липосомальной лекарственной формы фотосенсибилизатора на основе борированного хлорина E6), страница 4

Списоклитературы состоит из 180 источников, в том числе 54 – на иностранномязыке.17ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ1.1.Фотодинамическая терапия.1.1.1. Фотодинамическая терапия в онкологииБорьбасозлокачественныминовообразованиямипродолжаетоставаться одной из приоритетных задач в медицине. По прогнозам ВОЗ за1999-2020 гг. заболеваемость и смертность от онкологических заболеванийво всем мире возрастет в 2 раза, поэтому разработка и внедрение новых,высокотехнологических методов ранней диагностики и лечения ракаявляется актуальной проблемой современной медицины [114].Возможности современной онкологии значительно расширились споявлением ФДТ, которая по сравнению с традиционными методами лечениярака, обладает целым рядом преимуществ: высокаяэффективность,позволяющаядобиться5-летнихблагоприятных отдаленных результатов; возможность применения ФДТ для лечения больных, у которыхстандартныеметодылеченияоказалисьнеэффективныилипротивопоказаны [39]; избирательное разрушение опухоли при максимальном сохранениижизнеспособности окружающих опухоль нормальных тканей, обеспечениехорошего косметического и функционального результатов [23, 102, 105]; отсутствие риска хирургического вмешательства, тяжелых местных исистемных побочных реакций и осложнений, безопасность многократногоповторения при необходимости лечебного сеанса; возможность использования для флюоресцентной диагностики (ФД)[103].ФДТявляетсяхимиотерапевтическихрезультатомикомбинированногофизическихметодовдействиявоздействия:светочувствительного соединения – ФС, локального светового воздействия икислорода.

Противоопухолевые эффекты данного вида лечения обусловлены18комбинацией прямого фотоповреждения клеток, разрушения сосудистой сетиопухоли и активации иммунного ответа [118].ФСприменяютсябиологическойткани.какинициаторыПервоедетальноехимическойописаниереакциив«химическойфотосенсибилизации» биоткани относится к началу XX века. В 1900 г. О.Рааб установил, что низкие концентрации акридинового и других красителей,химически инертных в темноте, приводят к быстрой гибели парамеции приоблучении их солнечным светом.

В 1903-1905 гг. Г. Таппинер и А.Джесионек опубликовали результаты клинического применения эозина ифлуоресцеина в качестве ФС при лечении герпеса, псориаза и рака кожи[122].В 20-е гг. XX столетия было обнаружено, что раковая клетка обладаетоднимчрезвычайноинтереснымсвойством:онаможетселективнонакапливать и удерживать окрашенные вещества, как находящиеся ворганизме (эндогенные порфирины), так и вводимые в него извне(экзогенные порфирины). Наблюдение А. Поликарда в 1924 г. о том, чтонакопившиеся в опухоли животного эндогенные порфирины обладаютспособностью флуоресцировать при облучении светом видимой частиспектра, явилось важным шагом на пути к созданию метода ФДТ рака [69].Современная эпоха применения ФДТ в онкологии началась в начале60-х гг. XX века с публикаций Р. Липсона, в которых было показано, чтовведенное внутривенно производное гематопорфирина (HpD) накапливаетсяв опухоли и при облучении синим светом флуоресцирует в красной областиспектра.

В 1966 г. появилось первое сообщение о применении HpD для ФД илечения пациентки с раком молочной железы, а спустя десять лет HpD былуспешно применен для лечения рака мочевого пузыря [24]. Началомширокого клинического применения ФДТ в онкологии считается 1978 г.,когда американский профессор Т. Догерти сообщил об успешном леченииметодом ФДТ 25 больных с опухолями кожи [114]. В дальнейшем метод19ФДТ получил развитие в Великобритании, Франции, Германии, Италии,Японии, Китае, Южной Корее и ряде других стран. Несмотря на многолетниеисследования, в России ФДТ получила развитие только с 1992 г., когда вМосковском институте тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносовапод руководством профессора А.Ф. Миронова был создан первыйотечественный ФС – фотогем, относящийся к группе порфиринов [100].В настоящее время ФДТ применяется при опухолях наружных ивисцеральных локализаций, ранних и распространенных стадиях процесса,как компонент комбинированного и комплексного лечения рака различныхлокализаций [25].

Кроме того, ФДТ нашла широкое применение при целомряде неопухолевых заболеваний в офтальмологии, оториноларингологии,гинекологии, дерматологии и других областях медицины.1.1.2. Сущность метода ФДТПроцесс ФДТ можно разделить на четыре основных этапа (Рисунок 1)[69].Рисунок 1. Этапы процедуры ФДТ [124]На первом этапе в организм больного вводится ФС.

В онкологииприменяют в основном внутривенное введение ФС, реже – реже – внутрьполости и перорально, а также в виде наружной аппликации [101].На втором этапе, который имеет продолжительность от несколькихчасов до нескольких суток, происходит распределение и накопление ФС в20патологической ткани [69]. При этом препарат, обладающий тропностью копухолевымклеткам,концентрируетсявопухолииповышаетеечувствительность к свету в спектральных диапазонах, соответствующихполосам поглощения ФС [101].Полностьюнеясенмеханизмпроникновенияиселективногоудерживания ФС в опухолевых клетках, однако существует несколькогипотез:• более длительная задержка опухолью и более быстрое выведение ФСиз окружающей нормальной ткани, обусловленные аномальнымстроением кровеносных и лимфатических сосудов опухоли, ихповышенной проницаемостью и связыванием ФС с альбуминами;• низкийрНвнеклеточнойжидкостивопухоляхспособствуетсвязыванию ФС клетками, так как при снижении рН повышаетсялипофильность порфиринов и облегчается проникновение их в клетки;• особенности липидного обмена биомембран опухолевых клеток.

Вопухолимногорецепторовлипопротеиновнизкойплотности,связывающих большое количество гидрофобных молекул ФС [137].Фармакокинетика ФС, в особенности уровень накопления в тканях,проникновение в клетки и характер его внутритканевого и внутриклеточногораспределения (Рисунок 2) зависит не только от свойств органов или тканей,но и в значительной степени от физико-химических характеристик самогоФС [88].Гидрофильные ФС локализуются преимущественно в кровеносныхсосудах. Проникновению в клетку полярных ФС препятствует липидныйбислой клеточной мембраны. Для анионных красителей дополнительнымбарьером служит отрицательный заряд клеточной поверхности. Поэтомугидрофильные анионные ФС, такие как N-аспартил-хлорин е6 и фотосенс,попадают в цитоплазму, а затем в эндосомы и лизосомы путем эндоцитоза.При освещении лизосомальные мембраны разрушаются, а ФС может21перераспределятьсявнутриклеткиинеспецифическиокрашиватьвнутриклеточные структуры [113, 146].

Катионные красители, например,некоторыепроизводныепорфирина,селективнолокализуютсявмитохондриях, матрикс которых имеет высокий отрицательный потенциалпорядка 200 мВ относительно цитозоля [140].Рисунок 2. Внутриклеточная локализация ФС [26]Гидрофобные ФС, например фоскан, локализуются преимущественно вперинуклеарнойобласти,богатоймитохондриями,цистернамиэндоплазматического ретикулума, комплексами Гольджи, лизосомами имногочисленными везикулами, а также в плазматической мембране [172].Они легко проникают в липидную фазу мембран, но выход из нее в воднуюсредузатруднен.СдоставкойгидрофобныхФСмогутвозникатьопределенные трудности, т.к. они не растворимы в воде и при внутривенном22введении могут агрегировать или связываться с белками и клетками крови идругих тканей. Амфифильные вещества с ассиметричным распределениемполярных и неполярных групп в молекуле лучше проникают в клетки и болееэффективно фотосенсибилизируют их.

Они одновременно и водо-, ижирорастворимы. Встретив биомембрану, они встраиваются в нее спомощью своей липофильной части, а затем легко выходят в цитозоль,диффундируютспоследующимвключениемвмембраныцитоплазматических органелл. Липофильные вещества связываются сестественными переносчиками – липопротеинами, альбуминами и др.,накапливаются в опухолевой ткани и хорошо проникают в клетки,распределяясь в различных клеточных мембранах, и поэтому считаютсяболее эффективными [26, 163].Достигнув максимальной концентрации в опухоли, ФС начинаетпостепенно выводиться из организма.

Это дает возможность определитьвремя, когда отношение концентрации ФС в опухоли к его концентрации вокружающих тканях максимально. В этом случае достигается наибольшаяселективность воздействия, позволяющая полностью разрушить опухоль и невызвать необратимых метаболических изменений в окружающих опухоль иподлежащих нормальных тканях [112].На третьем этапе производят селективное облучение пораженногоучастка источником света с длиной волны, соответствующей пикупоглощения ФС, в течение 15-20 минут. При определении возможностипроведения ФДТ и выборе подходящего ФС одним из важнейших факторовявляется глубина терапевтического воздействия на биоткань.Глубина проникновения света в сенсибилизированную биотканьопределяется суммой поглощения ФС и собственного поглощения биоткани,обусловленного наличием в ней эндогенных флюорохромов (меланина,гемоглобина и т.д.).

Эффективность использования терапевтическогоизлучения при ФДТ глубоко расположенных слоев опухолей повышается при23снижении собственного поглощения биоткани и может быть достигнута вспектральном диапазоне максимальной прозрачности («окно прозрачности»биоткани).ОптимальноесоотношениемеждупоглощениемФСисобственным поглощением биоткани составляет примерно 3-4 при высокойпрозрачности биоткани и спадает до значений 1,5-2 при увеличении еепоглощения.

Поэтому повышение селективности накопления ФС можетсущественно увеличить эффективность использования терапевтическогоизлучения при ФДТ глубоко расположенных опухолей [64].Поглощение энергии света препаратом приводит к фотохимическойреакции с образованием цитотоксичных продуктов, главным из которыхявляется синглетный кислород. Действие этих продуктов на опухолевыеклетки ведет к их прямому повреждению с последующим частичным илиполным восстановлением пораженных участков в течение 2-4 недель. Этотпроцесс представляет заключительный четвертый этап метода ФДТ [69].1.1.3. Типы фотореакций и механизмы гибели опухолевой клеткиВ 1904 г.