Μελέτη Συνδυαστικής Δράσης Φωτοδυναμικής Θεραπείας Και Αντιοξειδωτικών Σε Καρκίνο Του Δέρματος Με Χρήση Φωτοφυσικών Μεθόδων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη συστήματος τοπικής φωτοδυναμικής θεραπείας με φθαλοκυανίνες μη μελανωματικών δερματικών καρκινικών όγκων και η περαιτέρω βελτίωση των θεραπευτικών αποτελεσμάτων του συστήματος αυτού μέσω παράλληλης χορήγησης αντιοξειδωτικών. Το αντικειμένου της διατριβής αναπτύσσεται σε τέσσερεις τομείς.Αρχικά, επιδιώχθηκε να αναπτυχθούν in vivo μοντέλα μη μελανωματικού καρκίνου αλλά και υγιούς δέρματος, τα οποία φαινοτυπικά θα παρουσίαζαν σημαντικές ομοιότητες με το ανθρώπινο δέρμα. Σε τέτοια μοντέλα μπορούν να μελετηθούν προληπτικές, διαγνωστικές, θεραπευτικές μέθοδοι καθώς και οι μηχανισμοί δράσης τους και τα αποτελέσματα να αξιοποιηθούν σε κλινικό επίπεδο (στάδια κλινικών μελετών). Στα πλαίσια αυτών των μελετών επελέγησαν μοντέλα άτριχων μυών με και χωρίς μελανίνη και αναπτύχθηκαν δύο μεθοδολογίες επαγωγής μη μελανωματικού καρκίνου του δέρματος (με UV ακτινοβολία και με συνδυαστική δράση UV ακτινοβολίας και καρκινογενούς χημικής ένωσης). Εν συνεχεία, αναπτύχθηκε μη επεμβατική οπτική διαγνωστική μέθοδος, η οποία βασίζεται σε φασματοσκοπική διάταξη φθορισμού. Η μέθοδος αυτή συνεισφέρει στην έγκαιρη διάγνωση μη μελανωματικού δερματικού καρκίνου αλλά και ελαχιστοποιεί τους κινδύνους που συνεπάγεται η λήψη επαναλαμβανομένων βιοψιών για υποτροπή του καρκινώματος (η βιοψία μέχρι σήμερα θεωρείται η μέθοδος με τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα). Ταυτόχρονα αναπτύχθηκαν διαγνωστικοί αλγόριθμοι για την κατηγοριοποίηση μη μελανωματικών δερματικών καρκινωμάτων και υγιών δερματικών ιστών με ποσοστά επιτυχίας μεγαλύτερα από αυτά της βιοψίας και σε πραγματικό χρόνο.Ένας άλλος στόχος της παρούσας έρευνας ήταν η ανάπτυξη θεραπευτικού συστήματος τοπικής φωτοδυναμικής θεραπείας (φωτοευαισθητοποιητής-ακτινοβολητική διάταξη-πρωτόκολλο) με εξειδικευμένα χαρακτηριστικά. Για το λόγο αυτό επελέγη ένας φωτοευαισθητοποιητής δεύτερης γενιάς, η χλωρο-αλουμινο-φθαλοκυανίνη και μελετήθηκαν οι φωτοφυσικές ιδιότητές της και συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες της 5,10,15,20-τετρα(3-υδροξυφαινυλ)-2,3 διυδροπορφυρίνης η οποία έχει ήδη εγκριθεί και θεωρείται από τους πλέον ενδεδειγμένους φωτοευαισθητοποιητές. Ακολούθως, παρασκευάστηκε ειδικό σκεύασμα φωτοευαισθητοποιητή κατάλληλο για τοπική χορήγηση και μελετήθηκε φαρμακοκινητικά. Για τις μελέτες αυτές αναπτύχθηκαν μεθοδολογίες αλλά και διατάξεις κατάλληλες για την εξαγωγή των φασματοφωτομετρικών χαρακτηριστικών ιστών και διαλυμάτων. Παράλληλα, σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν σύστημα ακτινοβόλησης και διάταξη οπτικής ψηφιακής απεικόνισης δερματικών όγκων. Το σύστημα ακτινοβόλησης αποτελείται από ένα διοδικό laser νέας γενιάς, υψηλής ισχύος 1W και μήκους κύματος 670 nm το οποίο συνδέεται με συστήματα μεταφοράς και διάχυσης της οπτικής ακτινοβολίας. Μέσω της διάταξης οπτικής απεικόνισης ιστών καθίσταται δυνατή η απεικόνιση των όγκων αλλά και η καταγραφή βασικών γεωμετρικών χαρακτηριστικών των όγκων κρίσιμων για την παρακολούθηση της εξέλιξης της θεραπείας. Η διάταξη οπτικής απεικόνισης δερματικών όγκων αποτελείται από μία CCD κάμερα, στερεοτακτικές διατάξεις και κατάλληλο λογισμικό λήψης και επεξεργασίας των εικόνων.Ακόμη, μελετήθηκε η δράση φυσικού πολυφαινολικού εκχυλίσματος (πλούσιου σε αντιοξειδωτικές ιδιότητες). Διαπιστώθηκε ότι όταν το μίγμα αυτό χορηγηθεί σε μικρές συγκεντρώσεις, σε in vivo μοντέλα μη μελανωματικού καρκίνου του δέρματος, παρουσιάζει αντιοξειδωτική, αντιγηραντική και αντικαρκινική δράση. Η δράση αυτή αντιστρέφεται όταν χορηγηθεί τοπικά σε υψηλές δόσεις (προ-οξειδωτική). Λόγω αυτών των αποτελεσμάτων εξετάστηκε η πιθανότητα συνεργειακής δράσης του μίγματος αντιοξειδωτικών (σε προ-οξειδωτικές δόσεις) με τη φωτοδυναμική θεραπεία. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις αντίστοιχες μελέτες ενισχύουν τη θεωρία συνεργειακής δράσης αντιοξειδωτικών σε προ-οξειδωτικές δόσεις και θεραπειών που δρουν μέσω μηχανισμών ελευθέρων ριζών.Τα αποτελέσματα όλων των προαναφερθέντων μελετών επεξεργάστηκαν θεωρητικά, στατιστικά και συγκρίθηκαν με αποτελέσματα παρόμοιων ερευνών τα οποία παρουσιάζονται στη διεθνή βιβλιογραφία. Βάσει των συμπερασμάτων που εξάγονται από αυτή τη θεωρητική μελέτη προκύπτει ότι η διατριβή αυτή συνεισφέρει σημαντικά στη βελτιστοποίηση της τοπικής φωτοδυναμικής θεραπείας μη μελανωματικού καρκίνου, στην έγκαιρη και ασφαλή διάγνωση του αλλά και στην παραγωγή νέας γνώσης και κατανόησης μηχανισμών προ-οξειδωτικής / αντιοξειδωτικής δράσης μιας από τις σημαντικότερες ομάδες αντιοξειδωτικών, των πολυφαινολών. Τα αποτελέσματα αυτά είναι πρωτότυπα διεθνώς και μπορούν εκτός από τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων της φωτοδυναμικής θεραπείας να συνεισφέρουν και στη βελτιστοποίηση των κλασικών θεραπειών του καρκίνου που δρουν μέσω μηχανισμών ελευθέρων ριζών.