Tetraetilen glikol yan zincir taşıyan özgün ZN (II) ftalosiyanin molekülünün ratlarda deneysel tümör modelinde fototoksisitesinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde kanser tedavisinde yaygın olarak kullanılan üç ana yöntem ameliyat, kemoterapi ve radyoterapidir. Bu üç ana kanser tedavi yöntemine alternatif olabilecek olan fotodinamik terapi [photodynamic therapy (PDT)(FDT)] Amerika, Almanya, Japonya, İngiltere, Fransa, Hollanda, Kanada gibi ülkelerde sağlık kurumları tarafından çeşitli kanser tedavi yöntemleri için onaylanmıştır. FDT, ışığaduyarlı ilacın (photosensitizer) hastaya damar yoluyla verilmesini (veya topikal olarak uygulanmasını) takiben bu ilacın tümörlü dokuda birikmesinin ardından, belli dalga boyundaki ışık ile uyarılarak tümörü yok etme prensibine dayanır. Yüksek dalga boyunda (yaklaşık 700 nm civarında) absorpsiyon yapmaları, yüksek triplethal kuantum verimleri (quantum yield), triplet halde kalma sürelerinin uzun olması (life time) ve etkili bir şekilde singlet oksijen oluşturabilme kapasiteleri nedeniyle ftalosiyanin bileşikleri fotodinamik terapi ile kanser tedavisinde kullanılabilecek hedef moleküllerdir. Bu çalışma ile özgün bir ftalosiyanin molekülünün(TEG-Pc) ratlarda deneysel tümör modelindeki fototoksisitesi incelendi. Bu amaçla, Walker 256 karsinoma hücre hattı 4 Wistar cinsi ratın sırtına enjekte edildi. Dört hafta sonunda oluşan tümör deney ve kontrol gruplarında kullanılmak için eksize edildi. Deney ve kontrol gruplarındaki hayvanlara 1 mm3 hacminde parçalara ayrılarak implante edildi. Deney gruplarındaki 48 rat tümör büyüklüğü 1 cm3 e ulaşıncaya kadar standart laboratuar şartlarında tutuldu. Fotodinamik tedavi uygulanacak 12 rata tedavi öncesi 2,5 mg/kg dozunda intraperitoneal(i.p) fotosensitizör madde enjeksiyonu yapıldı. Fototoksik etki oluşturmak için 650 nm dalga boyunda, 50 J/cm2 gücünde lazer ışık kaynağı, 15 dk süre ile tümör üzerine uygulandı. Oksidatif hasarın belirlenmesi için, lipit peroksidasyonu, antioksidan enzim aktiviteleri ve serbest radikal oluşumu analizleri yapıldı. FDT ile 6. Saatte tümör dokusunda kontrol gruplarına göre Süperoksit Dismutaz(SOD) ve Glutatyon Peroksidaz(GSHPx) aktivitesinde anlamlı artış olduğu bulundu. Glutatyon(GSH) düzeylerinin ise 6. saatte baskılandığı görüldü. Katalaz(CAT) düzeylerinde kontrol gruplarına göre anlamlı değişiklik gözlenmedi. Hücresel oksidatif stresin göstergesi olan Myeloperoksidaz(MPO) düzeyleri FDT ile 6. saatte anlamlı artış gösterdi. Lipid peroksidasyonunun göstergesi olan Malondealdehit(MDA) düzeylerinde ise gruplar arasında değişiklik bulunmadı. TEG-Pc'nin in vivo etkin bir fotosensitizer olduğu görülmüştür. TEG-Pc ile uygulanan FDT tümöral biyomoleküllerde ve antioksidatif sistemlerde değişikliklere neden olmuştur. Bu değişiklikler sonucu tümör hasarı olabileceği öngörülmüştür. Umut veren bir yöntem olan FDT ile kanser tedavisi alanında daha ileri çalışmalar yapılmalıdır.

Photodynamic therapy (PDT) is an alternative cancer treatment, which is based on the administration of a type II-photosensitizer and the local generation of singlet oxgen at the tumor site by irradiation with light of appropriate wavelenghts. The oxidative effects of a novel tetraethyleneglycol-substituted Zn(II) phtalocyanine derivative (TEG-Pc) with laser irradiation were evaluated in Wistar rats with Walker 256 carcinoma. Walker 256 carcinoma cells (ATCC, CCL-18) were implanted to the dorsum of four rats (1x 106 cells per rat). After 4 weeks of growth, tumor bearing rats were used for in vivo tumor propagation. Small fragments of Walker 256 tumors were subcutaneously transplanted to recipient experimental rats in the right thigh under anesthesia for in vivo tumor propagation. Tumor bearing rats were used for PDT studies when the mean tumor volume reached 1 cm3. The animals were laser-irradiated (?=650 nm, D = 50 J/cm2; 15 min) 2 h after intraperitonal administration of 2,5 mg/kg body weight of Pc. Animals were killed after 2 and 6h. Tumor samples were obtained for the presence of free radicals, to study activities of antioxidant enzymes and lipid peroxides after photodynamic therapy with TEG-Pc. Control and sham groups were prepared according to experimental setup. In tumors PDT produced strong induction of Superoxide dismutase (SOD) and Glutathione peroxidase (GSHPx) 6h after the treatment (p<0,05). The tissue activity of Catalase (CAT) was roughly unchanged after PDT (p>0,05). Glutathione (GSH) function in the cellular detoxification of potentially oxygen-related toxic products. GSH significantly depleted 6h after PDT (p<0,05). Oxidative stress as reflected by Myeloperoxidase (MPO) levels after PDT was significantly increased (p<0,05) 2 and 6h after the treatment. Malondealdehyde (MDA), which is an indicator of lipid peroxidation, was unchanged between the groups (p>0,05) This novel chemical is an efficient photosensitizer in vivo. PDT with TEG-Pc caused ROS (Reactive oxygen spesies) production in a tumor model. TEG-Pc induced oxidative changes of biomolecules and alteration of anti-oxidative systems. Tumor cell destruction could be a consequence of these alterations.