فوتوداینامیک‌تراپی سرطان
محمدحسین مبلغ حسینی (کارشناس علوم آزمایشگاهی، دانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک)
تاریخچه:
فوتوداینامیک‌تراپی (PDT) زیرمجموعه فوتوتراپی می‌باشد. فوتوتراپی روش جدیدی نیست؛ چهار هزار سال قبل، مصریان باستان برای درمان بیماری پوستی ویتلیگو (برص) از این روش استفاده می‌کردند. آنها به بیمار، گیاهی بنام amnimajus می‌خوراندند و بعد وی را در معرض نور خورشید قرار می‌دادند. بعد از مدتی مشاهده کردند که قسمت‌های سفیدشده پوستی، تیره‌تر شده و بحالت قبلی خود برمی‌گردد. بکارگیری از انواع نورها همواره موردتوجه انسان‌ها بوده است. از زمان پیدایش مجموعه هستی، تک‌سلولی‌ها و بعداً گیاهان و حیوانات و دست‌آخر انسان‌ها از نور برای بقای خود و دیگران استفاده می‌کردند، پس با این اوصاف بکارگیری از نور بحث تازه‌ای نیست ولی استفاده گسترده و بالینی و آکادمیک از زمان کشف لیزر در سال ۱۹۶۰ انجام گرفت. کلمه لیزر به معنی تقویت نشر نوری برانگیخته می‌باشد.
نظریه اولیه لیزر توسط آلبرت اینشتین ارائه شده بود، وی نظریه پرش کوانتومی را مطرح کـــرد که پایــــــه و اســــــاس شکل‌گیــــــری لیـــــزر شد. (Laser=light amplification by the stimulated emission of radiation)
در اثر برخورد انرژی به بعضی مواد، الکترون‌های آن از مدار فعلی به یک مدار بالاتر منتقل می‌شود. این الکترون هنگام برگشت به مدار قبلی خود، چون از یک تراز بالای انرژی به تراز پایین‌تر انرژی آمده، ایجاد نور یا فوتون می‌کند.
PDT در سال ۱۹۹۹ توسط FDA مورد تأیید قرار گرفت.
اجزای PDT:
- منبع نور: منبع نور ممکن است لیزری باشد و یا غیر لیزری
نور لیزر مونوکروم است؛ یعنی فوتون‌های آن دارای یک طول‌موج هستند، واگرایی کمی دارد یعنی نور آن به‌صورت موازی و تقریباً مستقیم منتشر می‌شود. در نور لیزر اختلاف فاز وجود ندارد و تمام امواج با هم حرکت می‌کنند، بنابراین به‌آسانی درون فیبرهای نوری متمرکز می‌شود، به همین سبب کاربرد زیادی دارد. تعدادی از منابع نور لیزر به شرح زیر است:
لیزر آرگون، لیزر بخار طلا، لیزر نئودیمیوم (Nd-YAG)، لیزر تولوئن و بنزن، …که تفاوت این‌ها در طول‌موجشان می‌باشد.
از نورهای غیرلیزری هم می‌توان به این منابع اشاره کرد: لامپ‌های قوسی گزنون، هالوژن‌های فیلترشده، لوله‌های فلوئورسانس با نور آبی و ردیف‌های دیودی منتشرکننده (LED)
۲) جسم حساس به نور که اصطلاحاًphotosensitizer (PS) می‌گویند. موادی که به نور حساس هستند. یک PS ایده‌آل آنست که خالص باشد، قیمت ارزانی داشته باشد و هنگام ذخیره شدن در بافت تومورال ثبات بیشتری داشته باشد. این مواد را در سه نسل طبقه‌بندی کرده‌اند:
- نسل اول که اکثر این مواد ساختار تتراپیرولی دارند (همانند ساختار پروتوپورفیرین در هموگلوبین) مثل پورفیرین‌ها. نسل دوم شامل فتالوسیانین،ALA (5-آمینولوولینیک اسید)، کلرین‌ها، باکتریوکلرین‌ها و پورپورین‌ها. در نسل سوم دانشمندان PSهایی بکار بردند که خاصیت انتخابی برای اتصال به عناصر بیولوژیکی مثل آنتی‌بادی‌های منوکلونال و لیزوروم داشته باشند. اولین PS که به‌صورت کلینیکال برای درمان سرطان بکار گرفته شده بود، پورفایمر سدیم نام داشت. این ماده یک ترکیب پورفیرینی است که از هماتوپورفیرین مشتق شده و محلول در آب می‌باشد. این ماده را بعداً فوتوفرین نامیدند. حداکثر جذب نوری psها بین ۸۰۰-۶۰۰ نانومتر است. اگر طول‌موج بیشتر از ۸۰۰ نانومتر باشد، اکسیژن، انرژی کافی جهت جذب آن را نخواهد داشت. برای جذب نور قرمز در بافت‌های عمقی از موادی استفاده می‌شود که حداکثر جذب نور قرمز را دارند.
۳) اکسیژن موجود در بافت
مکانیسم عمل:
ابتدا ماده حساس به نور را به بدن فرد بیمار وارد می‌کنند، طول‌موج نورهای تابشی متفاوت است. نور با طول‌موج بلند می‌تواند از بافت‌های موجود زنده عبور کند بدون آنکه پراکندگی زیادی داشته باشد. وارد کردن ماده حساس یا از طریق تزریق موضعی به بافت هدف است یا تزریق وریدی و یا از طریق خوراکی انجام می‌گیرد. این ماده می‌تواند وارد هر سلولی بشود؛ هم سلول نرمال و هم سلول تومورال. منتهی این ماده در عرض ۷۲-۲۴ ساعت از سلول نرمال خارج می‌شود ولی در سلول تومورال تا دو هفته می‌تواند باقی بماند. تزریق ماده باید در محیط تاریک و دور از نور انجام گیرد. حال زمانی را مجسم می‌کنیم که ماده حساس به نور وارد سلول تومورال شده و نور مذکور هم تابانیده شده، وقتی نور به ماده حساس برخورد می‌کند باعث آزاد شدن رادیکال‌های آزاد اکسیژن و اکسیژن سیتوتوکسیک (اکسیژن منفرد) می‌شود. همانطور که می‌دانید، این رادیکال‌های آزاد اکسیژن می‌توانند آپوپتوزیس را القاء کنند و در نهایت باعث مرگ خودبخودی سلول و نکروز و در آخر تخریب بافت می‌شوند. در اصطلاح به این رادیکال‌هــای آزاد ROS (Reactive Oxygen Spices) یا واسطه‌های فعال اکسیژنی می‌گویند.
از این روش اغلب در ضایعات پوستی و سطحی استفاده می‌شود. چون در مورد بافت‌های عمقی‌تر، هنگام تابش نور احتمال دارد در بافت تغییر جهت بدهد و همگرایی‌اش را از دست می‌دهد. برای رفع این نقیصه در مورد سرطان‌هایی که در مجاری قرار دارند، از کابل‌های فیبر نوری استفاده می‌شود که منبع نور را به بافت هدف انتقال می‌دهد، مثل حالتی که در آندوسکوپی، رکتوسکوپی، کولونوسکوپی و … انجام می‌گیرد.
از مزایای این روش علاوه بر تخریب سلولی و بافتی، آسیب مویرگی و توقف آنژیوژنز (رگ‌زایی) و القای التهاب موضعی را نیز شاهد خواهیم بود. مطالعات نشان داده که استفاده از این روش در مراحل اولیه سرطان نسبت به حالتی که در مراحل پیشرفته و یا متاستاز قرار دارد، کارایی زیادی دارد.
در مواردی که بیماران سرطانی غیرقابل درمان هستند، بکارگیری این روش باعث بهبود کیفی نسبی شخص بیمار می‌گردد.
از این روش درمانی اغلب به‌عنوان درمان مکمل در انواع سرطان استفاده می‌شود؛ منظور این است که ابتدا از روش‌های متداول درمانی ضدسرطان مثل جراحی، رادیوتراپی، کموتراپی و … استفاده می‌شود و سپس از روش PDT استفاده می‌گردد و یا اینکه ابتدا از روش PDT در جهت حذف بافت توموری استفاده شده و سپس روش‌های درمانی رایج انجام می‌گیرد. تعیین انجام این پروسه‌های درمانی وابسته به نظر جراح یا کموتراپیست یا رادیوتراپیست و محل جایگیری تومور است. بعضی مواقع که تومور در مناطق حساس است مثل چسبیده بودن به عروق اصلی و حیاتی یا چسبیدن به رگ‌های عصبی حساس، نمی‌توان کاملاً از روش جراحی استفاده کرد، بنابراین به‌عنوان درمان مکمل و کمکی از روش PDT استفاده می‌گردد.
مزایای استفاده از روش PDT:
یک روش سریع و کوتاه‌مدت و کم‌تهاجمی است که تنها بافت هدف را تحت تأثیر قرار می‌دهد که بر پایه واکنش‌های فوتوشیمیایی است.
- قابلیت تکرار و تجدیدپذیری راحت و آسانی دارد.
- اثرات توکسیک این روش نسبت به روش‌های درمانی متداول خیلی کم است.
- آسیب بافتی در مقایسه با سایر روش‌ها خیلی کمی است.
- ریزش مو، توکسیسیته کلیوی و قلبی، شوک، اثرات منفی بر سلول‌های زایا و … را به همراه ندارد.
- باعث فعال شدن سیستم ایمنی بدن شخص بیمار می‌شود.
معایب استفاده از PDT:
- سوختگی خفیف تا متوسط در منطقه‌ای که نور تابانیده شده
- درد جزئی لوکالیزه و یا عمومی
- ایجاد زخم در بافت‌های مجاور
- قرمز شدن پوست
- خارش موضعی
از روش PDT علاوه بر درمان سرطان می‌توان در میکروبیولوژی و بیماری‌های پوستی غیرسرطانی نیز استفاده کرد.
References:
- Photodynamic Therapy of Cancer. PatriziaAgostinis et al. doi:10.3322/caac.20114
- Near-infrared light induced in vivo photodynamic therapy of cancer based
onupconversion nanoparticles. Chao Wang, Huiquan Tao, Liang Cheng, Zhuang Liu. doi:10.1016/j.biomaterials.2011.05.007
- Nanoscale Metal−Organic Framework for Highly Effective Photodynamic Therapy of
Resistant Head and Neck Cancer. Kuangda Lu, Chunbai He, and Wenbin Lin. dx.doi.org/10.1021/ja508679h | J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16712−۱۶۷۱۵
- A Chlorin-Based Nanoscale Metal–Organic Framework for Photodynamic Therapy of Colon Cancers. Kuangda Lu, Chunbai He
andWenbin Lin. 2015 June 24; 137(24): 7600–۷۶۰۳٫ doi:10.1021/jacs.5b04069.
- Photosensitizer Loaded Nano-Graphene for Multimodality Imaging Guided Tumor
Photodynamic Therapy. PengfeiRong, Kai Yang et al. 2014; 4(3):229-239. doi: 10.7150/thno.8070.
- فتودینامیک‌تراپی در درماتولوژی: مقاله مروری. محسن فاتح، لیزر پزشکی؛۱۳۸۷، دوره۶، شماره ۲ صفحات ۴۵-۵۴
- اثر پارامترهای لیزر در فوتودینامیک‌تراپی با رویفتالوسیانین. فرزانه نوایی‌پور، حبیب تجلی، محمدرضا رشیدی، محمود ملاباشی، فریده رنجبری و هادی افشاران
- مدل‌سازی روش فتوداینامیک‌تراپی در درمان سرطان پستان با پیشرفت قفسه سینه‌ای. دکتر محمدحسین میران بیگی، دکتر معصومه نجفی، نادیا تقوی. مجله لیزر پزشکی، ۱۳۸۵، دوره ۴، شماره ۴، صفحات ۲۹-۲۲
ایمونوتراپی در بدخیمی‌های خونی
برای دانلود فایل pdf بر روی لینک زیر کلیک کنید