Protoporfyrin IX CAS 553-12-8

I. Fotodynamická terapie (PDT) a fotodynamická diagnóza (PDD)

PPIX je jedním z základních fotosenzibilizátorů ve fotodynamické terapii (PDT). Jeho mechanismus účinku je založen na produkci reaktivních druhů kyslíku (ROS) fotosenzibilizátorem při specifickém ozáření světla vlnové délky, což indukuje buněčnou apoptózu nebo nekrózu. PPIX má selektivní obohacovací vlastnost v nádorových tkáních, zejména pokud je externě podávána její prekurzor 5-aminolevulinová kyselina (5-ALA). Nádorové buňky v důsledku jejich aktivního metabolismu syntetizují velké množství PPIX, zatímco normální buňky se hromadí méně v důsledku regulačního účinku enzymů omezujících rychlost. Tento rozdíl činí PPIX ideálním nástrojem pro terapii zaměřenou na nádor.

Při léčbě kožních onemocnění byl PDT zprostředkovaný PPIX široce aplikován při léčbě nádorů kožních nádorů (jako je karcinom bazálních buněk, spinocelulární karcinom pokožky), aktinická keratóza a kondyminatum. Například po lokální aplikaci 5-ALA na pacienty s karcinomem bazálních buněk se PPIX hromadí v nádorové tkáni. Po aktivaci 405nm červeným světlem může selektivně zničit rakovinné buňky a zároveň zachovat normální strukturu tkáně. Studie ukázaly, že citlivost PPIX-PDT pro léčbu karcinomu bazálních buněk je 92,74%a specificita je 95,77%. Kromě toho může diagnostická technika PPIX fluorescence dosáhnout přesné lokalizace kožních lézí detekcí červené fluorescence (vlnové délky 630 nm) emitované nádorovou tkáň, což vede k vymezení oblasti léčby, což významně zlepšuje účinnost a snížením recidivy.

V oblasti vaskulárních onemocnění se PPIX-PDT používá k léčbě vaskulární restenózy. Pokusy ukázaly, že PPIX může indukovat apoptózu buněk vaskulárního hladkého svalstva a mechanismus souvisí se snížením potenciálu mitochondriální membrány. Když se koncentrace PPIX zvýšila z 0,5 ug/ml na 20 ug/ml, životaschopnost buněk hladkého svalstva se snížila z 93% na 36% a rychlost apoptózy pozitivně korelovala s světelnou dávkou. Tento objev poskytuje teoretický základ pro léčbu aterosklerózy PDT.

Ii. Multimodální aplikace při léčbě rakoviny

PPIX prokazuje multimodální potenciál při léčbě rakoviny. Jako sonosensitizer lze PPIX použít v sonodynamické terapii (Sonodynamická terapie, SDT), kde ultrazvuk aktivuje reaktivní druhy kyslíku k vyvolání smrti nádorových buněk. Experimenty na zvířatech ukázaly, že PPIX (5-25 mg/kg) kombinovaný s ultrazvukem (5W/cm²) může významně inhibovat růst nádorů xenoštěpových nádorů S180 a prodloužit dobu přežití myší. Jeho synergický účinek je lepší než ultrazvuk nebo léčba PPIX samotné.

Při léčbě rakoviny močového měchýře se PPIX-PDT podává lokálně prostřednictvím močového katétru v kombinaci s intravezickým ozářením světla, aby se selektivně eliminoval povrchové nádorové buňky. Klinické studie ukázaly, že tato terapie dosahuje úplné míry remise 70% -80% u karcinomu močového měchýře in situ, s mírnými vedlejšími účinky. Kromě toho lze PPIX použít při chirurgii vedené fluorescencí. Sledováním fluorescenčního signálu nádorové tkáně v reálném čase pomáhá chirurgům při přesně odstranění léze a snižování zbytkových nádorových buněk.

Iii. Léčba onemocnění jater

PPIX má duální mechanismy účinku při léčbě onemocnění jater. Na jedné straně se jako prekurzor hemoglobinu může PPIX účastnit syntézy hemoglobinu, čímž se zlepšuje podmínky anémie. Na druhé straně má jeho derivát, protoporfyrinový sodík, funkce podpory dýchání jaterních buněk, regulaci proteinu a metabolismu cukru. Pokusy na zvířatech potvrdily, že sodík protoporfyrinu může snížit hladiny aminotransferáz v modelu poškození jater indukovaného tetrachloridem, zlepšit metabolismus aminokyselin, zvýšit průtok krve jater a zvýšit schopnost syntézy proteinu jaterních buněk. Klinické studie ukázaly, že sodík protoporfyrinu má určité terapeutické účinky na akutní hepatitidu, chronickou perzistentní hepatitidu, chronickou aktivní hepatitidu a cirhózu jater a může významně zlepšit symptomy pacienta, snížit zvětšení jater a nižší aminotransferázu se sérem a indexy žurcii.

IV. Základní výzkum a vývoj léčiv

Jako modelová sloučenina se PPIX používá v základním výzkumu k prozkoumání dráhy syntézy hemu, fotodynamického reakčního mechanismu a regulační sítě buněčné apoptózy. Například studie ukázaly, že PPIX může inhibovat interakci mezi nádorovým supresorovým proteinem p53 a ubikvitinovými ligázami MDM2/MDM4, stabilizovat hladinu proteinu p53 a indukovat apoptózu závislou na p53. Tento mechanismus poskytuje nové myšlenky pro aplikaci PPIX při léčbě nádorů divokého typu p53, jako je lymfoblastická leukémie.

Kromě toho může PPIX jako radiační senzibilizátor stále zvyšovat produkci ROS a vyvolat poškození DNA za hypoxických podmínek. Tato vlastnost je potenciálně cenná v oblasti senzibilizace radioterapie. Vědci zkoumají dodávku PPIX prostřednictvím nanočástic, aby zvýšili jeho účinnost obohacení v nádorových tkáních a snižovali systémovou toxicitu.

V. Jiná pole aplikací

PPIX má také určité aplikace v zemědělské oblasti. Jako inhibitor protoporfyrinogen oxidázy, klíčového cíle pro herbicidy tohoto typu, lze k vývoji nových herbicidů použít regulaci metabolické dráhy PPIX. Kromě toho se pro screening otravy olovem a diagnózou anémie s nedostatkem železa a diagnóze anémie železa je použita technologie detekce fluorescence PPIX. Detekcí hladiny protoporfyrinu zinku (ZPP) v červených krvinek lze rychle posoudit stav metabolismu železa v těle.