Chemia koloru cz.9

1. Chemia koloru cz.9 Zastosowania związane z biologią Daniel T. Gryko

2. Plan wykładu • Terapia fotodynamiczna (PDT) • Barwienie komórek • Barwniki żywności

3. Krótka historia PDT • W 1900 r. Student Oscar Raab – niszczenie pantofelków oranżem akrydynowym i światłem • W 1903 r. von Tappeiner i Jesionek – rak skóry, eozyna + hv • W 1911 r. Hausmann – fotouczulające właściwości protoporfiryny • W 1913 r. Meyer-Betz wstrzyknął sobie hematoporfirynę • W 1924 r. Policard zauważył, że stężenie porfiryn w kom. rakowych jest wyższe niż w zwykłych • W 1948 r. Figge zasugerował użycie porfiryn w PDT • W 1972 r. Dougherty – pierwsze prace na myszach • W 1988 r. Dougherty opatentował Photofrin • W 1995 r. Sessler zakłada firmę Pharmacyclics

4. Mechanizm PDT

5. Fotouczulacze - warunki • Gromadzenie się głównie w komórkach nowotworowych, a nie zdrowych, (powinien pozostawać przez 70-150 godzin). • Uaktywnianie się pod wpływem światła o takiej długości, jakiej nie pochłaniają tkanki lub woda. W przeciwnym razie reakcja fotochemiczna będzie zbyt słaba. • Musi być bezpieczny dla nienaświetlanej laserem zdrowej tkanki.

6. PDT - leczenie • Nadmierne wytwarzanie naczyń krwionośnych pod siatkówką oka jest jedną z głównych przyczyn utraty wzroku. • Okazuje się, że niepotrzebne naczynia można zniszczyć za pomocą lasera (ryciny 1–6). Po dożylnym wstrzyknięciu (1) substancja fotouczulająca łączy się z krążącymi we krwi lipoproteinami LDL (2) i wraz z nimi gromadzi się w nowych naczyniach krwionośnych siatkówki (3). Światło lasera (4) uaktywnia fotouczulacz wyniku reakcji z tlenem uwalniane są wolne rodniki (5), które niszczą niepotrzebne naczynia (6)

7. Porfiria • Zdarzają się przypadki samoistnego fotouczulenia. Niestety, dla człowieka są bardzo niekorzystne. Chodzi o rzadką chorobę metaboliczną - porfirię. • W organizmie chorego gromadzą się nieprawidłowe związki z grupy porfiryn (uroporfiryna, koproporfiryna, protoporfiryna). • Zależnie od postaci choroby i rodzaju porfiryny występują bardzo zróżnicowane objawy, które mogą sprawiać wrażenie choroby psychicznej, choroby serca czy na przykład zapalenia wyrostka robaczkowego. W niektórych przypadkach pod wpływem światła na skórze powstają pęcherze i przebarwienia. To skutek reakcji fotochemicznej spowodowanej obecnością dużej ilości nieprawidłowych porfiryn. Ratunkiem staje się więc ciemność. • Niektórzy twierdzą, że źródłem legend o wampirach bojących się światła byli właśnie chorzy na porfirię.

8. Photofrin QLT Phototherapeutics, Vancuver, Kanada 1993

9. PDT - perspektywy • Cele: • skrócenie czasu przebywania w ciemności • dotarcie do nowotworów położonych głębiej (tzw. okienko biologiczne) • Opracowywanie nowych fotouczulaczy • Zabijanie bakterii i grzybów • PDT - TPA

10. PDT – nowe fotouczulacze verteporfin m-THPC Texafiryna

11. PDT - wyzwania • To boli!!! • Cena terapii! • Bariera psychologiczna u lekarzy

12. Barwienie komórek • Metoda Schiffa • Gram (1884) (Gram-dodatnie, Gram-ujemne) • Barwniki kationowe barwią DNA • Selektywne barwienie - prędkość dyfuzji • Agregacja barwników • Barwniki reaktywne

13. Metoda Schiff’a

14. Barwienie fluorescencyjne • Czułość!!! Lucifer Yellow λem = 535 nm Indykator pH λem = 535 nm Aktywność neuronów λabs = 544 nm, λem = 790 nm

15. Barwniki żywności 1860 r., Francja, fuksyna jako barwnik wina!!!! Sunset Yellow Tartrazyna C. I. Food Red 17