ΜΕΛΕΤΗ, ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ ΚΟΥΡΚΟΥΜΙΝΩΝ ΜΕ ΣΚΟΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΤΗ ΦΩΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΚΑΡΚΙΝΟΥ ΤΟΥ ΜΑΣΤΟΥ

Abstract

Η χρήση της φωτεινής ακτινοβολίας για την θεραπεία διαφόρων δερματικών παθήσεων όπως η ψωρίαση συναντάται από την αρχαιότητα μέχρι και σήμερα. Η φωτοδυναμική θεραπεία (PDT), συνδυάζοντας μία πηγή φωτός, μία φωτοευαίσθητη ουσία και οξυγόνο επάγει τοξικότητα στα καρκινικά κύτταρα. Αν και οι τρεις αυτοί παράγοντες δεν είναι τοξικοί από μόνοι τους, ο συνδυασμός τους οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο. Κατά την PDT χορηγείται στον ασθενή, συνήθως ενδοφλέβια, η φωτοευαίσθητη ουσία η οποία συσσωρεύεται επιλεκτικά στους καρκινικούς όγκους. Με την ακτινοβόληση του όγκου, σε κατάλληλο μήκος κύματος που αντιστοιχεί στη ζώνη απορρόφησης του, παρουσία οξυγόνου ενεργοποιείται μια σειρά από αντιδράσεις που οδηγούν στην παραγωγή ελευθέρων ριζών ή στη δημιουργία μονήρους οξυγόνου. Έτσι, τα καρκινικά κύτταρα θανατώνονται μέσω της τοξικότητας που επάγεται. Η PDT είναι μία πολλά υποσχόμενη μέθοδος, το μέλλον της οποίας είναι συνδεδεμένο με την διαρκή έρευνα. Παράγοντες όπως η επιλεκτικότητα συγκέντρωσης της φωτοευαίσθητης ουσίας, ο χρόνος αποβολής της από τον οργανισμό, οι φωτοφυσικές και φωτοχημικές της ιδιότητες, η ικανότητα της για παραγωγή ελευθέρων ριζών, καθορίζουν την αποτελεσματικότητα της PDT. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται μελέτη του μείγματος της κουρκουμίνης, η οποία εξάγεται από το φυτό turmeric (curcuma Longa), και των τριών συστατικών της (κουρκουμίνη I, κουρκουμίνη II, κουρκουμίνη III) για χρήση τους κατά την PDT ως φωτοευαισθητοποιητές. Κεντρικό στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η συγκριτική μελέτη του μείγματος των κουρκουμινών με τα συστατικά του με σκοπό τη διερεύνηση και βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας τους στη PDT. Ο στόχος αυτός περαιτέρω αναλύεται και εξειδικεύεται στους εξής επιμέρους στόχους: α. μελέτη φωτοφυσικών ιδιοτήτων και β. μελέτη αλληλεπίδρασης με κύτταρα. Αρχικά, πραγματοποιείται μελέτη των φωτοφυσικών ιδιοτήτων τόσο του μείγματος της κουρκουμίνης όσο και των συστατικών του. Πιο συγκεκριμένα, διεξάγονται φασματοσκοπικές μελέτες απορρόφησης και φθορισμού για διαφορετικές συγκεντρώσεις και διαλύτες. Αναπτύσσεται διάταξη ακτινοβόλησης, βασιζόμενη σε μπλε led, για τη φωτεινή ενεργοποίηση των κουρκουμινών και μελετάται η φωτοσταθερότητα και η ικανότητα παραγωγής ελευθέρων ριζών. Ακόμη, μελετάται ο χωρικός εντοπισμός των ουσιών σε καρκινικά κύτταρα μαστού (MDA-MB-231) καθώς και η τοξικότητα τους απουσία φωτός. Τέλος, αναπτύσσεται μαθηματικό μοντέλο πρόβλεψης της συμπεριφοράς του μείγματος των κουρκουμινών βασισμένο στη συμπεριφορά των συστατικών του. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν είναι ενθαρρυντικά για τη μελλοντική χρήση των συστατικών της κουρκουμίνης ως φωτοευαισθητοποιητές, καθώς παρουσιάζουν υψηλή και γρήγορη απορρόφηση, υψηλό φθορισμό και μεγάλη ικανότητα παραγωγής ελευθέρων ριζών.