درمان‌های فتو دینامیکی
فتودینامیک تراپی، فناوری بکارگیری لیزر برای درمان ضایعات بدخیم است که از سال 1980 در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش درمانی از واکنش بین نور، ماده حساسگر نوری و اکسیژن بافتی استفاده می‌شود. این روش درمانی همچنین برای درمان ضایعات خوش خیمی نظیر پسوریازیس، آکنه و دژنرسانس ماکولار نیز به كار می‌رود.
تاریخچه:
اولین بار در سال 1913یک پزشک آلمانی به نام فردریک مایربتز با استفاده از پورفیرین‌ها در انسان مطالعه ای انجام داد و این روش را فتورادیاسیون درمانی نامید. او اثرات هماتوپورفیرین‌ها را روی پوست خود امتحان کرد. بعدها توماس دافرتی از مرکز سرطان پارک روزول در آمریکا به این روش علاقه‌مند شد و آن را در کلینیک‌های متعددی در ایالات متحده به کار گرفت. جان تات، که مدیر تولید یک شرکت تولید تجهیزات پزشکی، با توجه به بار منفی که بکار بردن عبارت رادیاسیون در دیدگاه مصرف کنندگان ایجاد می‌کرد، عنوان فتودینامیک تراپی (PDT) را برای این روش درمانی برگزید و در نهایت در سال 1986 دافرتی به منظور توسعه کارآزمایی‌های بالینی در زمینه درمان‌های فتودینامیکی، انجمن بین المللی فتودینامیک را تشکیل داد.
مکانیسم عمل:
ماده حساسگر نوری (Photosensitizer) ترکیب شیمیایی است که می‌تواند با تابش طول موج خاصی از نور فعال شود. این فعال شدن با استفاده از نور مرئی یا مادون قرمز صورت می‌گیرد. در فنودینامیک تراپی یک ترکیب حساسگر نوری یا پیش ساز متابولیک آن برای بیمار تجویز می‌شود. بافت نیازمند درمان به منظور فعال شدن ماده حساسگر نوری باید تحت تابش نور مناسب قرار گیرد. معمولاً ماده حساسگر نوری از حالت منفرد زمینه‌ای به حالت منفرد تحریک‌شده تغییر می‌کند. یکی از نمونه‌های شیمیایی موجود در بافت که توانایی منفرد شدن را دارد اکسیژن مولکولی است. زمانی که ماده حساسگر نوری و مولکول اکسیژن در مجاورت هم قرار می‌گیرند، انتقال انرژی از ماده حساسگر نوری فعال‌شده به مولکول اکسیژن، آن را به صورت اکسیژن منفرد (رادیکال آزاد) در می‌آورد. اکسیژن منفرد یک ترکیب شیمیایی بسیار مخرب است و با سرعت زیادی می‌تواند با سلول‌های زنده مجاور واکنش نشان دهد (البته بافت هدف اختصاصی به میزان زیادی بستگی به نوع ماده حساسگر نوری انتخاب شده دارد). در نهایت واکنش‌های تخریبی از طریق آپوپتوز یا نکروز سلول‌ها را از بین خواهند برد.
این مکانیسم مشابه مکانیسم بیماری پروتوپورفیری اریتروپوئتیک است که به علت یک نقص ژنتیکی در همان مسیر متابولیک، باعث ایجاد تاول در مواجهه با نور خورشید می‌شود.
مثالی از درمان یک سرطان پوستی:
اگر کارسینومای سلول بازال (BCC) را به عنوان یکی از شایع‌ترین اشکال سرطان پوست در انسان در نظر بگیریم، می‌توان از PDT در درمان آن استفاده کرد. درمان رایج BCC معمولا از طریق عمل جراحی، درمان‌های کرایوژنیک با نیتروژن مایع یا شیمی درمانی موضعی با 5- فلوروئوراسیل (5FU) یا ترکیبات دیگر صورت می‌گیرد.
اما برای انجام درمان فتودینامیکی مراحل زیر لازم است انجام شوند:
- ابتدا یک ترکیب حساسگر نوری (آمینولولنیک اسیدALA یا متیل آمینولولینات MAL) روی محل ضایعه به کار می‌رود.
- سپس چند ساعت باید فرصت داده شود تا ترکیب ALA توسط سلول‌ها برداشته شده و در داخل سلول‌ها به پروتوپورفیرین IX تبدیل گردد.
- پس از آن پزشک توسط نور قرمزی که می‌تواند از یک منبع لیزری یا غیرلیزری خارج شود، ناحیه تحت درمان را با دوزاژ معین مورد تابش قرار می‌دهد. طبیعی است که مدت زمان تابش به توان انتخاب شده و انرژی مورد نظر بستگی خواهد داشت.
پروتوپورفیرین IX نور را جذب می‌کند و به حالت منفرد فعال‌شده تبدیل می‌گردد سایر پروسه‌های داخل سلولی فعال می‌شوند و در نهایت رادیکال‌های آزاد اکسیژن در بافت به وجود می‌آیند. اکسیژن آزاد با مولکول‌های زنده واکنش نشان داده، باعث تخریب سلول‌های مبتلا در ناحیه تحت درمان می‌شود.
طی چند روز، پوست منطقه در معرض تابش و کارسینومای روی آن نکروز شده وکراست روی آن جدا می‌شود و چند هفته بعد، ناحیه تحت درمان بهبود می‌یابد و پوست سالم زیر آن نمایان خواهد شد. البته برای بدخیمی‌های وسیع، ممکن است به درمان‌های مکرر نیاز باشد. به علاوه، در موارد استفاده از مواد حساسگر نوری موضعی درد حین عمل درمحل تحت درمان شایع است. پس از درمان بیمار باید تا مدتی (بسته به نوع ماده حساسگر نوری فرق می‌کند) از تابش نور خورشید به محل درمان شده جلوگیری كند.
امروزه درمان ارگان‌های داخلی بدن از طریق استفاده از آندوسکوپ و کاتترهای فیبر اپتیک به منظور انتقال نور به سطح بافت تحت درمان به همراه تجویز داخل وریدی ماده حساسگر نوری امکان پذیر شده است.
برای تعیین ترکیبات مناسب مواد حساسگر نوری، منابع نوری و پارامترهای درمانی برای انواع سرطان‌های مختلف فعالیت‌های پژوهشی و کارآزمایی‌های بالینی زیادی در سرتاسر دنیا در حال اجراست.
مزایا و محدودیت‌های درمان‌های فتودینامیکی:
برخلاف شیمی‌درمانی که یک اثر سیستمیک دارد، اثرPDT می‌تواند موضعی باشد. برای کسب موفقیت در این روش درمانی سه واقعیت باید در نظر گرفته شود:
1- نور فقط به بافتی منتقل می‌شود که پزشک می‌خواهد آن را درمان کند و در غیاب نور، هیچ فعال سازی ماده حساسگر نوری و مرگ سلولی رخ نمی دهد.
2- مواد حساسگر نوری ممکن است به صورتی تجویز شوند که قابلیت انتقال آنها را محدود کند. در مثال مورد نظر ما، ALA ترکیبی است که به صورت موضعی فقط در ناحیه تحت درمان به کار می‌رود.
3- اگر چه مواد حساسگر نوری ممکن است به طور انتخابی توسط تعداد زیادی از سلول‌های هدف جذب شده باشند، اما ALA با سرعت بسیار بیشتری توسط سلول‌هایی که از نظر متابولیک فعال‌تر هستند جذب می‌شود. از آنجایی که سلول‌های بدخیم تمایل به رشد و تقسیم سریع‌تری نسبت به سلول‌های طبیعی دارند، لذا ALA بیشتر در سلول‌های بدخیم تجمع می‌یابد.
PDT می‌تواند به مراتب ارزان‌تر از رادیوتراپی یا عمل جراحی و مراقبت متعاقب آن باشد. بهبود پس از فتودینامیک تراپی از حدود چند ساعت تا چند روز است که از دوره بهبودی پس از دیگر اعمال درمانی به مراتب کمتر است.
محدودیت بزرگ PDT آن است که نور مورد نیاز برای فعال کردن اکثر مواد حساسگر نوری نمی‌تواند به عمقی بیش از یک سوم اینچ (حدود 1 سانتی متر) در بافت نفوذ کند؛ بنابراین کاربرد PDT محدود به درمان تومورهای رو یا زیر پوست، یا در لایه سطحی پوشاننده ارگان‌های داخلی است. به همین علت این روش اثر کمتری در درمان تومورهای بزرگ و متاستاز‌های آنها دارد. با این حال از حدود سال 2007، سوزن‌های توخالی ساخته شده اند تا بتوان توسط آنها نور را تا عمق بیشتری وارد بافت کرد.
مواد حساسگر نوری:
تنوع زیادی از مواد حساسگر نوری برای استفاده در PDT وجود دارد كه برخی از انواع آن عبارتند از: آمینولوولنیک اسید(ALA) ، سیلیکون فتالوسیانین (pc 4)، تتراهیدروکسی فنیل کلرین(mTHPC) و مونو ال آسپارتیل کلرین (NPe6). ترکیبات حساسگر نوری متعددی به صورت رایج در دسترس هستند؛ نظیر فتوفرین، ویزوداین و LS11. اگرچه این ترکیبات حساسگر نوری می‌توانند برای درمان‌های مختلف به كار روند، اما هدف استفاده از آنها کسب شاخص‌های معینی است؛ از جمله:
- جذب بالاتر در طول موج‌های بلندتر: طول موج‌های بلندتر (850 -700 نانومتر) بیشتر می‌توانند در بافت نفوذ كنند. جذب بیشتر در طول موج‌های بلندتر اجازه می‌دهد که نور تا عمق بیشتری نفوذ کند و درمان تومورهای بزرگتری امکان‌پذیر شود؛
- رها شدن مقادیر بیشتری از رادیکال‌های منفرد اکسیژن؛
- غیر فعال شدن ماده حساسگر نوری به حداقل برسد؛
- فلورسانس طبیعی روش‌های دوزیمتری اپتیکی بسیاری نظیر فلورسانس اسپکتروسکپی می‌توانند به کار روند که استفاده از آنها بستگی به فلورسانس طبیعی داروی مورد استفاده دارد.
- ثبات شیمیایی بالاتر؛
- سمیت کمتر در تاریکی: ماده حساسگر نوری نباید تا زمانی که تحت تابش نور قرار نگرفته به بافت آسیبی برساند؛
- جذب کافی در بافت هدف: تفاوت اصلی بین انواع مختلف مواد حساسگر نوری در بخش‌هایی از سلول است که توسط این مواد مورد هدف قرار می‌گیرند. برخلاف درمان با اشعه‌های یونیزان، که به DNA سلول آسیب وارد می‌کنند، اکثر مواد حساسگر نوری، سایر ساختمان‌های سلولی را هدف قرار می‌دهند. برای مثال، mTHPC در پوشش غشای هسته سلول تجمع یافته، فقط در آنجا آسیب ایجاد می‌كند. این در شرایطی است که ALA در میتوکندری و متیلن بلو در دیواره سلول تجمع می‌یابند.
