La terapia fotodinamica nel trattamento del cancro
I fotosensibilizzanti sono molecole che inducono una modifica chimica in un’altra molecola quando assorbono luce. Questa classe di composti è utilizzata nella PDT, un processo ben consolidato per il trattamento del cancro e di altre malattie. Il meccanismo della PDT inizia con la penetrazione del farmaco nella cellula cancerosa seguita da legame a una biomolecola, assorbimento di energia luminosa, ossidazione della biomolecola da parte dell’ossigeno reattivo e conseguente morte della cellula. Il blu di metilene (MB) è un colorante a base di fenotiazina che ha mostrato risultati promettenti nel trattamento con PDT. Il legame non covalente di MB al DNA è stato analizzato sperimentalmente in passato. Il progetto PHOTOBLUE (Towards rational design of cancer therapeutic drugs: a first principles study of the photosensitization mechanism of methylene blue (Photoblue)), finanziato dall’UE, si è incentrato sull’analisi approfondita delle interazioni di MB con il DNA per favorire la progettazione razionale di farmaci per PDT. Le molecole piccole e planari come MB si possono legare al DNA in quattro modi differenti. Grazie all’analisi per simulazione i ricercatori hanno identificato l’intercalazione come la modalità di legame più adatta. Per un’efficace trasferimento dell’energia di eccitazione all’ossigeno (incrocio intersistema) e l’avvio del danno del DNA è necessaria un’adeguata distribuzione elettronica del fotosensibilizzante. Nella fase successiva del progetto è stata studiata la riorganizzazione degli elettroni di MB dopo l’assorbimento della luce. L’analisi per simulazione ha previsto che l’incrocio intersistema dell’MB intercalato nel DNA avrebbe dato risultati più positivi rispetto a quando il farmaco è in soluzione acquosa. Inoltre l’analisi ha evidenziato le possibilità di modifiche strutturali dell’MB per aumentare l’efficacia dell’incrocio intersistema. Concludendo, le attività di PHOTOBLUE hanno contribuito a comprendere i meccanismi della PDT a livello molecolare. Questa conoscenza aiuterà nella progettazione di fotosensibilizzanti nuovi ed efficaci per il trattamento del cancro.
Parole chiave
Terapia fotodinamica, cancro, fotosensibilizzante, blu di metilene, PHOTOBLUE, analisi per simulazione
