RZESZÓW. Optymalizacja głębokotkankowej fotodynamicznej terapii poprzez pomiar czasu życia fluorescencji to tytuł projektu zgłoszony przez Dr hab. n med. Davida Aebisher do konkursu o przyznanie środków finansowych na zakup aparatury naukowobadawczej stanowiącej dużą infrastrukturę badawcza na lata 2018-2019.
Projekt został zakwalifikowany do finansowania przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w kwocie 1,831 000 PLN. Programu badań naukowych do realizacji którego niezbędny jest zakup spektrometru do pomiaru czasu życia fluorescencji i czasu życia tlenu singletowego dotyczy innowacyjnych metod terapii fotodynamicznej.
Terapia fotodynamiczna to leczenie nowotworów, które wykorzystuje foto-generowane reaktywne formy tlenu singletowego (1O2) do uszkodzenia docelowych komórek nowotworowych. Zastosowanie terapii fotodynamicznej w leczeniu raka przełyku, raka gruczołu krokowego iniedrobnokomórkowego raka płuca zyskuje coraz większą popularność wśród lekarzy na całym świecie. Wydaje się celowe a nawet niezbędne zwiększenie efektywności terapii fotodynamicznej tak aby efekty były widoczne w głębokiej tkance nowotworu. Zatem głębokotkankowa fotodynamicznej terapia jest obecnie światowym priorytetem badawczym w walce z rakiem.
Jaki jest cel projektu?
Do generowania reaktywnych form tlenu, fotodynamiczna terapia wykorzystuje związki zwane fotouczulaczami, które są wzbudzone przez światło widzialne na poziomie mocy, która nie uszkadza zdrowej tkanki. Pierwszorzędnymi generowanymi formami tlenu w tej terapii jest singletowy tlen reagujący z składnikami komórkowymi i powodujący ostatecznie uszkodzenie komórek i ich śmierć. Mechanizm generowania tlenu singletowego w tym układzie jest możliwy przez przenoszeniem energii ze wzbudzonego fotouczulacza do tlenu na poziomie podstawowym. Fotouczulacz ma tendencje do gromadzenia się w tkance i internalizacji w docelowych komórkach rakowych oraz w pewnym stopniu gromadzi się w zdrowej tkance. Wobecności tlenu fotouczulacz po dostarczeniu do celowanych komórek jest aktywowany przez zewnętrzne źródło światła i wówczas wytwarzają się cytotoksyczne reaktywne formy tlenu singletowego. Metodologia terapii fotodynamicznej umożliwia selektywność obszaru leczenia, lokalizację leku, zaplanowanie czasu terapii oraz monitorowanie efektów leczenia. W terapii fotodynamicznej fotouczulacz jest zlokalizowany na docelowych komórkach chorej tkanki i jest aktywowany przez selektywne oświetlenie regionu chorej tkanki, co prowadzi do martwicy i/lub apoptozy komórek.
Celem tego projektu badawczego jest opracowanie biokompatybilnych nanocząsteczek lantanowców, powierzchniowo zmodyfikowanych do głębokiej penetracji tkanki w terapii fotodynamicznej, które mogą transportować chemiczne środki, niezbędne do działania fotodynamicznej terapii, bezpośrednio do komórek nowotworowych na drodze endocytozy, gdzie będą mogły absorbować światło w zakresie bliskiej podczerwieni i indukować apoptozę komórek. Obecne ograniczenia w terapii fotodynamicznej obejmują napromieniowanie tkanek światłem o widzialnych długościach fali, które penetrują tkanki na krótką głębokość. W naszym projekcie badawczym ograniczenie to będzie rozwiązane przez optymalizację nowej generacji nanocząstek, które mogą fluoryzować widzialne światło w głębokiej tkance potrzebne do wzbudzenia fotouczulacza i w ten sposób zwiększać głębokość penetracji. Analiza proponowanych systemów podczas fazy rozwojowej wymaga dokładnego pomiaru kilku czynników emitujących światło równocześnie: fluorescencji nanocząstek, wzbudzonej fosforescencji fotouczulacza i fosforescencji tlenu singletowego.