Механизмы фотодинамической терапии: часть первая — фотосенсибилизаторы, фотохимия и клеточная локализация

Применение нетоксичных красителей, или фотосенсибилизаторов (ФС), в сочетании с безвредным видимым светом, известное как фотодинамическая терапия (ФДТ), известно уже более ста лет, однако широкое распространение получило только сейчас. Первоначально ФДТ разрабатывали как противоопухолевый метод, но некоторые из наиболее успешных её применений относятся к неопухолевым заболеваниям.

В серии из трёх обзоров будут рассмотрены механизмы, лежащие в основе ФДТ. В первой части обсуждаются недавний взрывной рост числа открытых и синтезированных новых ФС. Приведены некоторые ориентиры по выбору идеального ФС для конкретного применения. Рассматриваются фотохимия и фотофизика ФС, а также два пути фотохимических процессов: тип I (радикалы и активные формы кислорода) и тип II (синглетный кислород).

Для эффективного проведения ФДТ in vivo необходимо обеспечить достаточное проникновение света во всю поражённую ткань. Это требует понимания того, как свет распространяется в различных тканях, и относительной роли поглощения и рассеяния. Поскольку большинство ФС также флуоресцируют, ФДТ можно сочетать с различными методами оптической визуализации и мониторинга. Наиболее важный фактор, определяющий исход ФДТ, — взаимодействие ФС с клетками в ткани-мишени или опухоли, а ключевой аспект этого взаимодействия — субклеточная локализация ФС. Приведены примеры ФС, локализующихся в митохондриях, лизосомах, эндоплазматическом ретикулуме, аппарате Гольджи и плазматической мембране. Наконец, описано применение 5-аминолевулиновой кислоты как природного предшественника пути биосинтеза гема, стимулирующего накопление ФС протопорфирина IX.