Terapia fotodynamiczna w leczeniu nowotworów
Fotouczulacze to molekuły, które indukują chemiczne zmiany w innej molekule po absorpcji światła. Ta klasa związków jest wykorzystywana w PDT, uznanym procesie leczenia nowotworów i innych chorób. Mechanizm PDT obejmuje penetrację komórki nowotworowej przez lek, a następnie łączenie z biomolekułą, absorpcję energii świetlnej i utlenienie biomolekuły przez reaktywną formę tlenu, co w konsekwencji prowadzi do śmierci danej komórki. Błękit metylenowy (MB) jest bazującym na fenotiazynie barwnikiem, który wykazuje obiecujące rezultaty w PDT. Niekowalencyjne wiązanie MB do DNA zostało już zbadane doświadczalnie. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu PHOTOBLUE (Towards rational design of cancer therapeutic drugs: a first principles study of the photosensitization mechanism of methylene blue (Photoblue)) skupili się na dogłębnej analizie oddziaływań MB z DNA, aby umożliwić racjonalne projektowanie leków PDT. Małe i płaskie molekuły, takie jak MB, mogą łączyć się z DNA na cztery różne sposoby. W analizie symulacyjnej naukowcy stwierdzili, że interkalacja jest najlepszym trybem przyłączenia. Właściwy rozkład elektronowy fotouczulacza jest konieczny do skutecznego wzbudzenia transferu energii do tlenu (przejścia interkombinacyjne) i inicjacji zniszczenia DNA. Na kolejnym etapie projektu badana była reorganizacja elektronów MB po absorpcji światła. Analiza symulacyjna umożliwiła przewidzenie, że przejścia interkombinacyjne MB interkalowanego w DNA dają lepsze rezultaty, niż lek w postaci roztworu wodnego. Ponadto analiza naświetliła możliwości strukturalnych modyfikacji MB w celu zwiększenia skuteczności przejść interkombinacyjnych. Reasumując, projekt PHOTOBLUE pomógł zrozumieć mechanizmy PDT na poziomie molekularnym. Wiedza ta ułatwi projektowanie nowych, skutecznych fotouczulaczy do leczenia nowotworów.
