Protoporfirīns IX CAS 553-12-8

I. Fotodinamiskā terapija (PDT) un fotodinamiskā diagnoze (PDD)

PPIX ir viens no galvenajiem fototekensitizatoriem fotodinamiskajā terapijā (PDT). Tās darbības mehānisms ir balstīts uz reaktīvo skābekļa sugu (ROS) ražošanu ar fotosensibilizatoru specifiskā viļņa garuma gaismas apstarošanā, kas izraisa šūnu apoptozi vai nekrozi. PPIX ir selektīva bagātināšanas īpašība audzēju audos, it īpaši, ja ārēji ievada tā priekšgājēju 5-aminevulīnskābi (5-ALA). Audzēja šūnas to aktīvās metabolisma dēļ sintezē lielu daudzumu PPIX, savukārt normālas šūnas uzkrājas mazāk, pateicoties ātrumu ierobežojošu enzīmu regulējošajai iedarbībai. Šī atšķirība padara PPIX par ideālu instrumentu uz audzēju vērstas terapijas.

Ādas slimību ārstēšanā PPIX starpniecību PDT ir plaši izmantots, ārstējot ādas audzēju, kas nav melanomas audzēji (piemēram, ādas bazālo šūnu karcinoma, plakanšūnu šūnu karcinoma), aktīniskā keratoze un kondilomas acuminatum. Piemēram, pēc 5-ALA aktuālas pielietošanas pacientiem ar bazālo šūnu karcinomu PPIX uzkrājas audzēja audos. Pēc aktivizēšanas ar 405 nm sarkano gaismu tas var selektīvi iznīcināt vēža šūnas, vienlaikus saglabājot normālu audu struktūru. Pētījumi liecina, ka PPIX-PDT jutība bazālo šūnu karcinomas ārstēšanai ir 92,74%, un specifiskums ir 95,77%. Turklāt PPIX fluorescences diagnostikas metode var panākt precīzu ādas bojājumu lokalizāciju, nosakot sarkano fluorescenci (viļņa garums 630nm), ko izstaro audzēja audi, vadot ārstēšanas zonas noteikšanu, ievērojami uzlabojot efektivitāti un samazinot atkārtojumu.

Asinsvadu slimību laukā asinsvadu restenozes ārstēšanai izmanto PPIX-PDT. Eksperimenti parādīja, ka PPIX var izraisīt asinsvadu gludo muskuļu šūnu apoptozi, un mehānisms ir saistīts ar mitohondriju membrānas potenciāla samazināšanos. Kad PPIX koncentrācija palielinājās no 0,5 ug/ml līdz 20 ug/ml, gludo muskuļu šūnu dzīvotspēja samazinājās no 93% līdz 36%, un apoptozes ātrums bija pozitīvi korelēts ar gaismas devu. Šis atklājums nodrošina teorētisko pamatu aterosklerozes ārstēšanai ar PDT.

II. Multimodāla lietošana vēža ārstēšanā

PPIX demonstrē multimodālu potenciālu vēža ārstēšanā. Kā sonosensibilizatoru PPIX var izmantot sonodinamiskajā terapijā (sonodinamiskā terapija, SDT), kur ultraskaņa aktivizē reaktīvās skābekļa sugas, lai izraisītu audzēja šūnu nāvi. Eksperimenti ar dzīvniekiem parādīja, ka PPIX (5-25 mg/kg) apvienojumā ar ultraskaņu (5W/cm²) var ievērojami kavēt S180 ksenotransplantāta audzēju augšanu un pagarināt peļu izdzīvošanas laiku. Tās sinerģiskā ietekme ir pārāka par tikai ultraskaņas vai PPIX ārstēšanas efektu.

Pūslīšu vēža ārstēšanā PPIX-PDT tiek ievadīts lokāli caur urīna katetru, apvienojumā ar intravesisku gaismas apstarošanu, lai selektīvi izvadītu virspusējas audzēja šūnas. Klīniskie pētījumi parādīja, ka šī terapija sasniedz pilnīgu remisijas līmeni 70% -80% urīnpūšļa karcinomai in situ ar vieglas blakusparādības. Turklāt PPIX var izmantot fluorescences vadītā operācijā. Reāllaika uzraudzot audzēja audu fluorescences signālu, tas palīdz ķirurgiem precīzi noņemt bojājumus un samazināt atlikušās audzēja šūnas.

III. Aknu slimību ārstēšana

PPIX ir divkārši darbības mehānismi aknu slimību ārstēšanā. No vienas puses, kā hemoglobīna priekštecis, PPIX var piedalīties hemoglobīna sintēzē, tādējādi uzlabojot anēmijas apstākļus. No otras puses, tā atvasinātajam, protoporfirīna nātrijam ir funkcijas aknu šūnu elpošanas veicināšanai, olbaltumvielu un cukura metabolisma regulēšanai. Eksperimenti ar dzīvniekiem ir apstiprinājuši, ka nātrija protoporfirīns var samazināt aminotransferāžu līmeni oglekļa tetrahlorīda izraisītā aknu traumu modelī, uzlabot aminoskābju metabolismu, palielināt aknu asins plūsmu un uzlabot aknu šūnu olbaltumvielu sintēzes spēju. Klīniskie pētījumi parādīja, ka nātrija protoporfirīnam ir zināma terapeitiska ietekme uz akūtu hepatītu, hronisku noturīgu hepatītu, hronisku aktīvu hepatītu un aknu cirozi, un tie var ievērojami uzlabot pacienta simptomus, samazināt aknu palielināšanos un apakšējo seruma aminotransferāzi un dzeltena rādītājus.

Iv. Pamatpētījums un zāļu izstrāde

Kā modeļa savienojumu PPIX tiek izmantots pamatpētījumos, lai izpētītu hema sintēzes ceļu, fotodinamiskās reakcijas mehānismu un šūnu apoptozes regulējošo tīklu. Piemēram, pētījumi parādīja, ka PPIX var kavēt mijiedarbību starp audzēja nomācošo olbaltumvielu p53 un ubiquitīna ligāzēm MDM2/MDM4, stabilizēt p53 olbaltumvielu līmeni un izraisīt p53 atkarīgu apoptozi. Šis mehānisms nodrošina jaunas idejas PPIX pielietošanai p53 savvaļas tipa audzēju, piemēram, limfoblastiskās leikēmijas, ārstēšanā.

Turklāt kā starojuma sensibilizators PPIX joprojām var uzlabot ROS veidošanos un izraisīt DNS bojājumus hipoksiskos apstākļos. Šis īpašums padara to potenciāli vērtīgu staru terapijas sensibilizācijas jomā. Pētnieki pēta PPIX piegādi, izmantojot nanokrierus, lai palielinātu tā bagātināšanas efektivitāti audzēja audos un samazinātu sistēmisko toksicitāti.

V. Citi lietojumprogrammu lauki

PPIX ir arī noteiktas lietojumprogrammas lauksaimniecības jomā. Kā protoporfirinogēna oksidāzes inhibitors ir galvenais šāda veida herbicīdu mērķis, PPIX metaboliskā ceļa regulēšanu var izmantot, lai izstrādātu jaunus herbicīdus. Turklāt PPIX fluorescences noteikšanas tehnoloģija tiek izmantota saindēšanās ar svinu skrīningu un dzelzs deficīta anēmijas diagnozi. Nosakot cinka protoporfirīna (ZPP) līmeni sarkanajās asins šūnās, dzelzs metabolisma stāvokli organismā var ātri novērtēt.