Фотодинамическая терапия - это лечебный метод, основанный на взаимодействии фотосенсибилизатора и светового излучения, имеющего определенную длину волны. В результате развивается фотодинамическая реакция, следствием чего является разрушение опухоли.

Фотосенсибилизатор - это природное или синтетическое вещество, которое обладает способностью воспринимать и изменять энергию света в видимой или инфракрасной области спектра. Основополагающим для проведения фотодинамической терапии является введение фотосенсибилизатора, который активируется под воздействием светового излучения, имеющего определенную длину волны. Этот процесс напоминает фотосинтез, который, являясь одной из форм переноса световой энергии, лежит в основе формирования жизни на Земле. Фотосенсибилизаторы встречаются в природе довольно часто. Они входят в состав растений и бактерий в виде хлорофилла, а также содержатся в организме человека и животных в качестве компонентов гемоглобина и других белков.

Под действием света определенной длины волны, соответствующей максимуму поглощения данного фотосенсибилизатора, в облученной опухоли развиваются высокотоксичные фотодинамические реакции, которые приводят к повреждению раковых клеток. При этом соседние, здоровые клетки, сохраняются неповрежденными.

При поглощении фотонов света атомы фотосенсибилизатора переходят из основного состояния в возбужденное, что сопровождается излучением света - флюоресценцией.

В другом случае возбужденная молекула фотосенсибилизатора реагирует с окружающими химическими веществами, образуя свободные радикалы - так называемая реакция Фентона I. Наиболее же важной для реализации клинического фотодинамического эффекта является реакция Фентона II, при которой возбужденная молекула фотосенсибилизатора взаимодействует с кислородом, в результате чего образуется активная синглетная форма кислорода, которая разрушает органеллы и мембраны опухолевой клетки. Именно синглетному кислороду приписывают основную роль в разрушении опухоли.

В настоящее время известно три основных механизма противоопухолевого эффекта фотодинамической терапии:

Способность опухолевых клеток накапливать большие количества фотосенсибилизатора по сравнению с нормальными клетками и возможность локального облучения позволяют вызвать селективную (избирательную) гибель именно опухолевых клеток.

Существует несколько способов клеточной гибели, приводящих к разрушению опухоли при проведении фотодинамической терапии:

Апоптоз характерен не только для патологических, но и для нормальных клеток. Это генетически регулируемый процесс, отвечающий за гибель устаревшей, генетически измененной клетки. Данный процесс нарушается в злокачественной клетке, и она начинает неконтролируемо делиться, несмотря на поломки в своем строении. Фотодинамическая терапия способна активизировать механизм апоптоза.

Следует отметить, что фотосенсибилизатор, по данным многих исследований, селективно накапливается в активно делящихся клетках опухоли, вследствие чего для фотодинамической терапии характерна высокая избирательность поражения опухоли при минимальном травмировании здоровых тканей.

Кроме прямого цитотоксического воздействия фотодинамической терапии на опухолевые клетки важную роль играет нарушение кровоснабжения опухоли за счет повреждения эндотелия (внутренней стенки) сосудов опухолевой ткани. Фотосенсибилизатор накапливается в сосудистой строме опухоли и окружающих опухоль сосудах.

Известно, что сосудистая сеть злокачественных опухолей представлена сосудами капиллярного типа с несовершенной базальной мембраной, измененным эндотелием с повышенной проницаемостью, что позволяет накапливаться фотосенсибилизатору в сосудах опухолевой ткани. Напротив, здоровая ткань вне патологического очага с полноценными кровеносными сосудами остается практически не чувствительной к фотосенсибилизатору.

В результате фотодинамических реакций происходит значительные изменения эндотелиальных клеток, которые приводят к активации циркулирующих тромбоцитов и других гемостатических (кровесвертывающих) механизмов, и как следствие остановке кровотока в ткани опухоли. Под действием высоких доз световой энергии в фотосенсибилизированных клетках происходит высвобождение медиаторов воспаления, таких как простагландины, лимфокины и тромбоксаны, которые активируют иммунную систему и играют важнейшую роль в повреждении сосудов опухоли, что наряду с острой гипоксией (снижению уровня кислорода) тканей приводит к повреждению опухоли.

Важный фактор фотодинамической терапии - это иммунный ответ, с повреждением ткани опухоли. Активированные лейкоциты, в том числе нейтрофилы и макрофаги, активно мигрируют к месту лечебного воздействия. Макрофаги фагоцитируют (заглатывают) поврежденные раковые клетки, представляя специфические белки этой опухоли CD4 Т-хелперам (помощникам), которые в свою очередь распознаются CD8 Т-киллерами (убийцами). Эта иммунная реакция может происходить не только в месте воздействия фотодинамической терапии, но и в регионарных лимфатических узлах и отдаленных опухолевых очагах.

Активированные Т-киллеры, реализующие некроз (разрушение) опухолевой ткани во время лечения, могут индуцировать механизмы гибели опухолевых клеток даже после завершения фотодинамической терапии.

Клинические исследования показывают, что в крови пациентов, получивших фотодинамическую терапию, обнаруживаются повышенные концентрации цитокинов (белков иммунных реакций), а на гистологическом срезе биоптата опухоли определяется стойкая инфильтрация иммунными клетками опухолевой ткани. Оба эти факта свидетельствуют в пользу иммуностимулирующего действия фотодинамической терапии. Доказанное наличие иммунологического компонента фотодинамического воздействия позволяет свидетельствовать о применении фотодинамической терапии с целью коррекции иммунологических реакций.