Photodynamic therapy and laser-based diagnostic studies of malignant tumours

Abstract: Popular Abstract in Swedish Två icke-termiska modaliteter utnyttjande ljusets växelverkan med biologisk vävnad beskrivs i den aktuella avhandlingen. De två modaliteterna är fotodynamisk tumörterapi (PDT) och laser-inducerad fluorescens (LIF) för vävnadsdiagnostik. Fotodynamisk tumörterapi är en behandlingsform där ett tillfört fotosensibiliserande ämne reagerar med icke-joniserande strålning och genererar vävnadsskada i närvaro av syre. Traditionellt sett har porfyrinderivat använts som fotosensibiliserare, vilka framförallt har administrerats intravenöst. En ny metod för att sensibilisera vävnad har utnyttjats i de aktuella arbetena. En icke-fotoaktiv aminosyra, (delta)-aminolevulinsyra (ALA), tillförs topiskt eller peroralt. Aminosyran ALA utgör ett förstadium till hem, inom samma syntes, där protoporfyrin IX (PpIX) utgör sista steget innan hem bildas. Protoporfyrin IX är ett fotoaktivt ämne som ansamlas i malign vävnad om ALA tillförs i överskott. Farmakokinetiken för ALA, hem och dess intermediärer är snabb och tillåter ett utnyttjande av denna form av fotosensibilisering under de första timmarna efter dosering, beroende på given dos och administreringsform. Fotodynamisk tumörterapi användes i behandlingen av olika sorters hudförändringar, framförallt basalcellscancer (BCC). En klinisk Fas III studie har utförts, där fotodynamisk tumörterapi utnyttjande ALA-inducerad PpIX jämförs med frysbehandling, en konventionell behandlingsform. Laser-inducerad fluorescens (LIF) är en icke-invasiv metod för att karakterisera biologisk vävnad i real-tid. Laserljus i UV/nära UV området används för att excitera fluorescens i vävnaden. Fluorescenssignalen från pre-maligna och maligna förändringar skiljer sig från den i normal vävnad. Dessutom kan man tillföra starkt fluorescerande ämnen, tumörmarkörer, som till viss grad ansamlas selektivt i pre-maligna och maligna förändringar och ger ökad kontrast avseende tumör-till-normal vävnad. Mätningar utnyttjande laser-inducerad fluorescens har utförts på maligna hudtumörer samt godartade, pre-maligna och maligna förändringar i huvud-hals regionen. Som tumörmarkör har även här ALA-inducerad PpIX utnyttjats. Kinetiken avseende bildningen av PpIX från ALA har detekterats med hjälp av LIF mätningar. Protoporfyrin IX fotodegraderas under fotodynamisk tumörterapi, vilket har konsekvenser för behandlingsdosen som ges. Denna fotodegradering har också studerats utnyttjande LIF teknik. Ytterligare en metod för att diagnostisera vävnad i real-tid med hjälp av laserljus är laser-Doppler imaging (LDI). Med LDI mäts blodgenomströmningen i de ytliga vävnadslagren genom att detektera laserljus som Doppler skiftas (frekvensen ändras) när det sprids mot röda blodkroppar i rörelse. Metoden har använts i samband med ALA-PDT och frysbehandling av hudtumörer för att identifiera förändringarna. Hur behandlingen påverkade blodflödet studerades också. Under uppföljningen av patienterna användes metoden för att följa läkningsprocessen, vilket i samband med den kliniska studien utnyttjades som ett objektivt mått på läkningstid. Samtidigt kunde eventuell kvarvarande tumörväxt identifieras.