Фотодинамічна терапія в сучасних методологіях лікування раку молочної залози

Abstract

За визначенням Національного інституту раку фотодинамічна терапія (ФДТ) – метод лікування передпухлинних захворювань і злоякісних новоутворень, заснований на використанні двох компонентів – фотосенсибілізатора (спеціального лікарського засобу) і лазерів, що генерують випромінювання з певної довжини хвилі [1]. Рак молочної залози (РМЗ) за даними Міжнародного агентства з дослідження раку (IARC) був найпоширенішим раком у світі в 2020 році (2,26 мільйона випадків у жінок) [2]. За оцінками, понад 355 000 жінок у ЄС діагностовані на рак молочної залози в 2020 році (13,3% усіх діагнозів раку). Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) повідомляє, що в грудні 2020 року було близько 7,8 мільйонів жінок, у яких за минулий період був діагностований рак молочної залози [3]. На сьогоднішній день багато методів діагностики раку молочної залози: ультразвукове дослідження, мамографія, магнітно-резонансна томографія, комп’ютерна томографія, позитронно-емісійна томографія, біопсія та біомаркери (такі як: BRCA1, BRCA2, RS/DJ-1, CA 15–3, Ca 27–29, HER2, p53, HSP60, HSP90, MUC1), які були неоціненними для діагностики та визначення курсу подальшого лікування. Згідно з останніми дослідженнями, хірургічне втручання та лікування молочних залоз стають основними, але не єдиними стандартами лікування. В останні роки з'явилися нові методи лікування раку, які в даний час використовуються як форма додаткової терапії, але вони можуть стати методами першої лінії в майбутньому. Ці методи включають, серед іншого, імунотерапію та фотодинамічну терапію [4]. Фотодинамічна терапія відома вже більше ста років, і в даний час вона набуває визнання як альтернативне лікування раку. Лише ближнє інфрачервоне світло в діапазоні 700-1100 нм може глибоко проникати в тканини, оскільки більшість тканинних хромофорів, включаючи оксигемоглобін, дезоксигемоглобін, меланін і жир, погано поглинаються в ближньому інфрачервоному вікні. Джерелами світла, які використовуються в ФДТ, є лазери, дугові лампи, світлодіоди та 40 люмінесцентні лампи. ФДТ використовується для багатьох різних клінічних застосувань. ФДТ може бути чудовою альтернативою в лікуванні та діагностиці раку молочної залози порівняно зі звичайною хірургією, хіміотерапією та променевою терапією. Основними елементами ФДТ є відповідний фотосенсибілізатор (ФС), кисень і світло. Ефективність фотодинамічної терапії залежить від індукції фотоцитотоксичних реакцій, які є результатом світлової активації ФС, попередньо введених в організм. Умовою ініціювання процесів ФДТ є поглинання світла ФС і подальше локалізоване утворення цитотоксичних активних форм кисню [5]. Нами зроблено огляд емпіричних досліджень, спрямованих на покращення терапії та діагностики раку молочної залози за допомогою ФДТ на основі фізикохімічних відмінностей у здорових і хворих тканинах і тканинах, які проходять лікування. Фотодинамічна терапія є місцевим, а не системним лікуванням, тому вона підходить лише для локалізованого захворювання. Світло з довжиною хвилі, що використовується для збудження поточних фотосенсибілізаторів, може спричинити фотохімічно індукований некроз тканини розміром до 10 мм. Це означає, що у разі поверхневого освітлення показання до ФДТ як основного лікування повинно обмежуватися невеликими доступними пухлинами. Його також можна вводити в поєднанні зі звичайною хірургією або хіміотерапією для видалення залишків при паліативному лікуванні великих пухлин. Великою перевагою обмеженого проникнення світла є те, що воно захищає здорові тканини від фототоксичності. Сучасна волоконно-оптична технологія полегшує доставку світла з потрібною довжиною хвилі та швидкістю до пухлин, розташованих практично в будь-якій частині тіла. Локалізоване освітлення разом із покриттям чутливих тканин на краю поля дозволяє проводити специфічне лікування раку без руйнування критичних нормальних тканин за межами обробленої області. Навпаки, хірургічне втручання та променева терапія пухлин, розташованих поблизу критичних структур, можуть бути дуже шкідливими і призвести до втрати функції органів. Для ФДТ потрібні три компоненти: фотосенсибілізатор, який локалізується в тканині пухлини, сенсибілізуючи її до світла, і джерело світла відповідної довжини хвилі, яке збуджує фотосенсибілізатор (ФС), накопичений в тканині пухлини, і розчинений кисень. Умовою ініціювання фотохімічної реакції є кореляція смуги випромінювання джерела світла зі смугою поглинання ФС [6]. ФС може локалізуватися в мітохондріях, лізосомах, ендоплазматичному ретикулумі, апараті Гольджі та плазматичних мембранах. Часто використовуються штучні джерела світла, такі як лампи з фільтрами, діоди та масиви люмінесцентних і суперлюмінесцентних LED/SLED діодів та різні типи лазерів. Таким чином, враховуючи поширеність, смертність і побічні ефекти поточних методів лікування РК, надзвичайно важливо постійно шукати нові методи лікування. Великі надії покладає не тільки використання ФДТ, а й можливість використання новітніх методів нанотехнологій для підвищення ефективності та зменшення обмеженості ПС. Результати досліджень in vitro на різних лініях клітин раку молочної залози виправдовують використання ФДТ 41 для подальших досліджень in vivo. Лікування раку продовжує залишатися складним завданням, і поєднання медицини з нанотехнологіями може просунути фотодинамічну терапію за рахунок посилення контролю щодо конкретного місця лікування та активації джерелами освітлення в глибоких тканинах. Одним із специфічних обмежень сучасних методів фотодинамічної терапії є те, що видиме світло, яке використовується для активації фотосенсибілізатора, має коротку глибину проникнення в тканини в кілька міліметрів. Інший підхід полягає у використанні наночастинок, які можуть випромінювати видиме світло, необхідне для активації фотосенсибілізатора. Флуоресцентні наночастинки з підвищеною конверсією також забезпечують селективність і контроль, оскільки вони можуть бути активовані лише освітленням ділянки хворої тканини, наприклад пухлини, інфрачервоним світлом і самі по собі нетоксичні за відсутності інфрачервоного світла. Флуоресцентні барвники можуть адсорбуватися на наночастинках з підвищенням конверсії, а фотодинамічна терапія може бути досягнута в більш глибоких тканинах при опроміненні інфрачервоним світлом. Можливо, в майбутньому вдосконалена ФДТ стане золотим стандартом у лікуванні багатьох передракових станів і поширених видів раку, включаючи метастази РК.