Щільність потужності лазерного випромінювання при ФДТ як фактор вирішального значення

Евгения Денисова Шишко
Ирина Александровна Штонь
Николай Федорович Гамалея
Владимир Викторович Холин

Ключові слова: Фотодинамічна терапія пухлин, клітинна лінія Namalwa, Фотолон, гематопорфірин, щільність потужності лазерного випромінювання

Анотація

Дослідження останніх років дозволили встановити, що результативність фотодинамічної терапії пухлин визначається не тільки і не стільки сумарною дозою енергії, отриманої пухлиною, скільки щільністю потужності світлового впливу. У ряді робіт опромінення експериментальних пухлин однією і тією ж дозою світла, але при різних щільностях потужності випромінювання (і, відповідно, різних експозиціях) виявило більш високу ефективність режиму тривалого опромінення з меншою щільністю потужності.

Наші експерименти з порівняння протипухлинного фотодинамічного ефекту при рівнодозовому впливі, що, однак, відрізнявся щільністю потужності випромінювання та експозицією, було проведено на культурі лейкемічних клітин людини лінії Namalwa. Досліди із застосуванням двох різних фотосенсибілізаторів – Фотолону (хлорину е₆) і гематопорфірину показали, що зниження щільності потужності випромінювання в два або три рази призводило до збільшення відсотку загиблих злоякісних клітин в 1,8 – 2,3 рази. Результати проведеного додатково дослідження кінетики загибелі клітин при цих різних режимах фотодинамічного впливу дозволяють наблизитись до розуміння механізмів, що лежать в основі описаних спостережень.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Agostinis P. Photodynamic therapy of cancer: an update / P.Agostinis., K.Berg, K.A.Cengel et al. // СA Cancer J. Clin.- 2011.- Vol.61, №4.- P.250–281.

Brown J.M. Tumor microenvironment and the response to anticancer therapy // Cancer Biol. Ther.– 2002.- Vol.1, № 5.– P.453-458.

Coutier S. Effects of fluence rate on cell survival and photobleaching in meta-tetra-(hydroxyphenyl)chlorin-photosensitized Colo 26 multicell tumor spheroids / S.Coutier, S.Mitra, L.N.Bezdetnaya et al. // Photochem. Photobiol.- 2001.- Vol.7, №3.- P.297-303.

Coutier S. Effect of irradiation fluence rate on the efficacy of photodynamic therapy and tumor oxygenation in meta-tetra (hydroxyphenyl) chlorin (mTHPC)-sensitized HT29 xenografts in nude mice / S.Coilter, L.N.Bezdetnaya, T.H.Foster et al. // Radiat. Res.- 2002.- Vol.158, №3.- P.339-345.

Foster T.H. Analysis of photochemical oxygen consumption effects in photodynamic therapy / T.H.Foster, S.L.Gibson, L.Gao, R.Hilf // Proc. SPIE.- 1992.- Vol.1645.– P.104-114.

Foster T.H. Fluence rate effects in photodynamic therapy of multicell tumor spheroids / T.H.Foster, D.F.Hartley, M.G.Nichols, R.Hilf // Cancer Res.- 1993.- Vol.53, №6.- P.1249-1254.

François A., How to avoid local side effects of bladder photodynamic therapy: impact of the fluence rate / A.François, A.Salvadori, A.Bressenot et al. // J. Urol.– 2013.– Vol.190.– P.731-736.

Gibson S.L. Effects of various photoradiation regimens on the antitumor efficacy of photodynamic therapy for R3230AC mammary carcinomas / S.L.Gibson, K.R. van der Meid, R.S.Murant et al. // Cancer Res.– 1990.– Vol.50, №22.– P.7236-7241.

Gibson S.L. Effects of photodynamic therapy on xenografts of human mesothelioma and rat mammary carcinoma in nude mice / S.L.Gibson, T.H.Foster, R.H.Feins et al.// Brit. J Cancer.- 1994.- Vol.69, №3.- P.473-481.

Henderson B.W. Fluence rate as a modulator of PDT mechanisms / B.W.Henderson, T.M.Bush, J.W.Snyder // Lasers Surg. Med.– 2006.– Vol.38.– P.489-493.

Mathews M.S. The effects of ultra low fluence rate single and repetitive photodynamic therapy on glioma spheroids / M.S.Mathews, E.Angell-Petersen, R.Sanchez et al. // Lasers Surg. Med..- 2009.- Vol.41.– P.578–584.

Moan J. On the diffusion length of singlet oxygen in cells and tissues // J. Photochem. Photobiol. B.- 1990.– Vol.6., №3.– P.343-344.

Moan J. The photodegradation of porphyrins in cells can be used to estimate the lifetime of singlet oxygen / J.Moan, K.Berg // Photochem. Photobiol.- 1991.– Vol.53, №4.– P.549-553.

Nichols M.G. Oxygen diffusion and reaction kinetics in the photodynamic therapy of multicell tumour spheroids / M.G.Nichols, T.H.Foster // Phys. Med. Biol.- 1994.- Vol.39, №12.- P.2161-2181.

Rogers G.S. Continuous low-irradiance photodynamic therapy: a new therapeutic paradigm // J. Nat. Comprehensive Cancer Network.– 2012.– Vol.10, Suppl.2.– S14–S17.

Seshadri M. Light delivery over extended time periods enhances the effectiveness of photodynamic therapy / M.Seshadri, D.A.Bellnier, L.A.Vaughan et al. // Cancer Res.- 2008.– Vol.14, №9.– P.2796-2805.

Sharman W.M. Role of activated oxygen species in photodynamic therapy / W.M.Sharman, C.M.Allen, J.E. van Lier // Methods Enzymol.- 2000.- Vol.319.– P.376-400.

Sitnik T.M Effects of fluence rate on cytotoxicity during photodynamic therapy / T.M.Sitnik, B.W.Henderson // Proc. SPIE.- 1997.– Vol.2972.- P.95-102.

Toffoli S. Intermittent hypoxia as a key regulator of cancer cell and endothelial cell interplay in tumours / S.Toffoli, C.Michiels // FEBS J.- 2008.– Vol.275.– P. 991-3002.

Tromberg B.J. Tumor oxygen tension during photodynamic therapy / B.J.Tromberg, S.Kimel, A.Orenstein et al. // J. Photochem. Photobiol. B.– 1990.– Vol.5.– P.121-126.