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.
Słowa kluczowe
Terapia fotodynamiczna, nowotwór, fotouczulacz, błękit metylenowy, PHOTOBLUE, analiza symulacyjna
