Φωτοφυσικές ιδιότητες της Χλωροαλούμινο Φθαλοκυανίνης (AlClPc) και μελέτη της Φωτοδυναμικής της Δράσης in vitro σε κύτταρα καρκίνου του προστάτη. - Γεωργιοπούλου, Ελένη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2015)
Ο καρκίνος του προστάτη αποτελεί ένα από τα πιο συχνά εμφανιζόμενα είδη καρκίνου στους άντρες την σημερινή εποχή. Πρόκειται για ένα είδος καρκίνου που δεν εμφανίζει καθόλου συμπτώματα στα πρώτα στάδια της νόσου με αποτέλεσμα να μην είναι ανιχνεύσιμος παρά στα τελικά στάδια αυτής. Για την αντιμετώπισή του εφαρμόζονται διάφορες θεραπευτικές μέθοδοι όπως η χημειοθεραπεία, η ακτινοθεραπεία, η προστατεκτομή και άλλες. Πρόκειται για θεραπείες οι οποίες όχι μόνο είναι ιδιαίτερα επώδυνες για τον ασθενή αλλά μετά το πέρας αυτών η λειτουργία του προστατικού αδένα δεν αποκαθίσταται πλήρως. Η ανάγκη για απαλλαγή από τις παρενέργειες που σχετίζονται με τις παραπάνω συμβατικές θεραπευτικές μεθόδους οδήγησε στην αναζήτηση νέων θεραπειών. Η φωτοδυναμική θεραπεία είναι μια από αυτές. Η φωτοδυναμική είναι μια καινοτόμος ελάχιστα επεμβατική μέθοδος. Βασίζεται στην συνδυασμένη δράση τριών στοιχείων: του φωτός, ενός φωτοευαισθητοποιητή και του οξυγόνου. Η νέκρωση του καρκινικού ιστού επιτυγχάνεται από τις ελεύθερες ρίζες και το δραστικό μονήρες οξυγόνο που προκύπτουν από τις φωτοχημικές αντιδράσεις τύπου Ι και ΙΙ αντίστοιχα. Οι φωτοευαισθητοποιητές είναι φυσικές ή χημικές ουσίες που απορροφούν ορατή ακτινοβολία και ενεργοποιούν τις φωτοχημικές αντιδράσεις τύποι Ι και ΙΙ. Πολλοί διαφορετικοί φωτοευαισθητοποιητές έχουν μελετηθεί και χρησιμοποιηθεί με το πέρασμα των χρόνων. Σκοπό της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη της αποτελεσματικότητα της φωτοδυναμικής θεραπείας ενάντια στα καρκινικά κύτταρα του προστάτη (LNCaP) με φωτοευαισθητοποιητή την χλωρο-αλουμινο-φθαλοκυανίνη, AlClPc. Η AlClPc είναι ένας φωτοευαισθητοποιητής 2ης γενιάς, ο οποίος έχει δώσει ιδιαιτέρως ικανοποιητικά αποτελέσματα σε κλινικές έρευνες διαφόρων ειδών καρκίνου. Για πρώτη φορά στην εργασία αυτή μελετήθηκε η δράση της ενάντια στον καρκίνο του προστάτη. Αρχικά μελετήθηκαν οι φωτοφυσικές ιδιότητες της φθαλοκυανίνης. Συλλέχθηκαν τα φάσματα απορρόφησης της ουσίας σε διαφορετικές συγκεντρώσεις και σε διαφορετικούς διαλύτες και υπολογίστηκε ο μοριακός συντελεστής απορρόφησης ε. Επίσης συλλέχθηκαν τα φάσματα φθορισμού της ουσίας σε ένα εύρος συγκεντρώσεων. Σημαντικό κομμάτι της εργασίας αποτέλεσε η μελέτη της ικανότητας της AlClPc να παράγει ελεύθερες ρίζες. Για την μελέτη αυτή καθώς και για τις φωτοδυναμικές μελέτες δημιουργήθηκε στο εργαστήριο ειδική διάταξη ακτινοβόλησης των διαλυμάτων της φθαλοκυανίνης με laser μήκους κύματος 660 nm. Η ικανότητα της AlClPc να παράγει ελεύθερες ρίζες συγκρίθηκε με τον βασικό ανταγωνιστή της, την φθαλοκυανίνη ψευδαργύρου ZnPc. Τα πειράματα κατέδειξαν πιο δραστικό φωτοευαισθητοποιητή την AlClPc. Στη συνέχεια μελετήθηκε η δράση της AlClPc σε κυτταρικό επίπεδο. Αρχικά εξετάστηκε η βιοτοξικότητα της φθαλοκυανίνης απουσία φωτός αλλά και του φωτός ακτινοβόλησης απουσία φωτοευαισθητοποιητή, ώστε να προσδιοριστούν οι συνθήκες εκείνες, συγκέντρωση φωτοευαισθητοποιητή και ισχύς ακτινοβόλησης, οι οποίες από μόνες τους να μην επηρεάζουν την κυτταρική βιωσιμότητα. Προσδιορίστηκαν επίσης η μέγιστη συγκέντρωση της ουσίας στα LNCaP κύτταρα αλλά και ο χρόνος στον οποίο αυτή παρατηρείται. Το τελευταίο μέρος της διπλωματικής εργασίας αποτέλεσε η φωτοδυναμική θεραπεία στα LNCaP κύτταρα. Στα πειράματα αυτά τα κύτταρα επωάστηκαν με δύο διαφορετικέ συγκεντρώσεις της AlClPc, τις 0.5 μΜ και 1 μΜ. Ο χρόνος επώασηςήταν σταθερός στις 24 ώρες ενώ οι συνθήκες ακτινοβόλησης ήταν 6 𝑚𝑊/𝑐𝑚2 και οι χρόνοι ακτινοβόλησης 60, 120 και 180 sec με συνολικές δόσεις ενέργειας 360, 720 και 1080 𝑚𝐽/𝑐𝑚2 αντίστοιχα. Οι μελέτες φωτοδυναμικής θεραπείας έδειξαν ότι η αύξηση της συγκέντρωσης της φωτοευαίσθητης ουσίας κατάφερε να μειώσει την βιωσιμότητα των κυττάρων. Πιο αποτελεσματικός αποδείχθηκε ο συνδυασμός των 1μΜ φθαλοκυανίνης με δόση ενέργειας τα 1080 mJ/cm2. Χάρη σε αυτά ο κυτταρικός θάνατος κατάφερε να αγγίξει το 22%. Συνοψίζοντας, η αλουμινο-χλωρο-φθαλοκυανίνη ελέγχθηκε και τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι πρόκειται για έναν ικανό φωτοευαισθητοποιητή με ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον για την φωτοδυναμική θεραπεία.