Protoporphyrin IX CAS 553-12-8

I. Liệu pháp quang động (PDT) và chẩn đoán quang động (PDD)

PPIX là một trong những chất quang hợp cốt lõi trong liệu pháp quang động (PDT). Cơ chế hoạt động của nó dựa trên việc sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS) bởi chất quang hợp dưới sự chiếu xạ ánh sáng bước sóng cụ thể, gây ra apoptosis tế bào hoặc hoại tử. PPIX có một đặc tính làm giàu chọn lọc trong các mô khối u, đặc biệt là khi axit 5-aminolevulinic tiền chất của nó (5-ALA) được sử dụng bên ngoài. Các tế bào khối u, do sự chuyển hóa hoạt động của chúng, tổng hợp một lượng lớn PPIX, trong khi các tế bào bình thường tích lũy ít hơn do tác dụng điều tiết của các enzyme giới hạn tốc độ. Sự khác biệt này làm cho PPIX trở thành một công cụ lý tưởng cho liệu pháp nhắm mục tiêu khối u.

Trong điều trị các bệnh về da, PDT qua trung gian PPIX đã được áp dụng rộng rãi trong điều trị các khối u da không khối u (như ung thư biểu mô tế bào cơ sở, ung thư biểu mô tế bào vảy của da), keratosis Actinic và acuminatum. Ví dụ, sau khi áp dụng tại chỗ 5-ALA cho bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào cơ bản, PPIX tích lũy trong mô khối u. Sau khi kích hoạt bằng ánh sáng đỏ 405nm, nó có thể phá hủy một cách chọn lọc các tế bào ung thư trong khi bảo tồn cấu trúc mô bình thường. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ nhạy của PPIX-PDT để điều trị ung thư biểu mô tế bào cơ bản là 92,74%và độ đặc hiệu là 95,77%. Ngoài ra, kỹ thuật chẩn đoán huỳnh quang PPIX có thể đạt được vị trí chính xác các tổn thương da bằng cách phát hiện huỳnh quang màu đỏ (bước sóng 630NM) phát ra từ mô khối u, hướng dẫn phân định khu vực điều trị, cải thiện đáng kể hiệu quả và giảm tái phát.

Trong lĩnh vực các bệnh mạch máu, PPIX-PDT được sử dụng để điều trị nghỉ ngơi mạch máu. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng PPIX có thể gây ra apoptosis của các tế bào cơ trơn mạch máu và cơ chế có liên quan đến việc giảm tiềm năng màng ty thể. Khi nồng độ PPIX tăng từ 0,5 UG/mL lên 20 UG/mL, khả năng tồn tại của các tế bào cơ trơn giảm từ 93% xuống 36% và tỷ lệ apoptosis tương quan dương với liều ánh sáng. Phát hiện này cung cấp một cơ sở lý thuyết cho điều trị PDT của xơ vữa động mạch.

Ii. Ứng dụng đa phương thức trong điều trị ung thư

PPIX cho thấy tiềm năng đa phương thức trong điều trị ung thư. Là một sonosensitizer, PPIX có thể được sử dụng trong liệu pháp sonodynamic (liệu pháp sonodynamic, SDT), trong đó siêu âm kích hoạt các loại oxy phản ứng để gây ra sự chết tế bào khối u. Các thí nghiệm trên động vật đã chỉ ra rằng PPIX (5-25mg/kg) kết hợp với siêu âm (5W/cm²) có thể ức chế đáng kể sự phát triển của khối u xenograft S180 và kéo dài thời gian sống sót của chuột. Hiệu ứng hiệp đồng của nó là vượt trội so với điều trị siêu âm hoặc PPIX.

Trong điều trị ung thư bàng quang, PPIX-PDT được sử dụng tại địa phương thông qua ống thông nước tiểu, kết hợp với chiếu xạ ánh sáng nội nhãn, để loại bỏ có chọn lọc các tế bào khối u bề mặt. Các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng liệu pháp này đạt được tỷ lệ thuyên giảm hoàn toàn là 70% -80% đối với ung thư biểu mô bàng quang tại chỗ, với các tác dụng phụ nhẹ. Ngoài ra, PPIX có thể được sử dụng trong phẫu thuật hướng dẫn huỳnh quang. Bằng cách theo dõi thời gian thực của tín hiệu huỳnh quang của mô khối u, nó hỗ trợ các bác sĩ phẫu thuật trong việc loại bỏ chính xác tổn thương và giảm các tế bào khối u còn lại.

Iii. Điều trị bệnh gan

PPIX có các cơ chế hoạt động kép trong điều trị các bệnh gan. Một mặt, là tiền thân của hemoglobin, PPIX có thể tham gia vào quá trình tổng hợp hemoglobin, do đó cải thiện tình trạng thiếu máu. Mặt khác, đạo hàm của nó, natri protoporphyrin, có chức năng thúc đẩy hô hấp tế bào gan, điều chỉnh chuyển hóa protein và đường. Các thí nghiệm trên động vật đã xác nhận rằng natri protoporphyrin có thể làm giảm nồng độ aminotransferase trong mô hình tổn thương gan do carbon tetrachloride, cải thiện chuyển hóa axit amin, tăng lưu lượng máu gan và tăng cường khả năng tổng hợp protein của tế bào gan. Các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng natri protoporphyrin có tác dụng điều trị nhất định đối với viêm gan cấp tính, viêm gan kéo dài mãn tính, viêm gan hoạt động mãn tính và xơ gan gan và có thể cải thiện đáng kể các triệu chứng bệnh nhân, giảm mở rộng gan và giảm aminotransferase và JAUNDICE.

Iv. Nghiên cứu cơ bản và phát triển thuốc

Là một hợp chất mô hình, PPIX được sử dụng trong nghiên cứu cơ bản để khám phá con đường tổng hợp heme, cơ chế phản ứng quang động và mạng điều hòa apoptosis tế bào. Ví dụ, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng PPIX có thể ức chế sự tương tác giữa protein ức chế khối u p53 và ubiquitin ligase MDM2/MDM4, ổn định mức độ protein p53 và gây ra apoptosis phụ thuộc p53. Cơ chế này cung cấp những ý tưởng mới cho việc áp dụng PPIX trong điều trị các khối u kiểu hoang dã p53 như bệnh bạch cầu lymphoblastic.

Hơn nữa, như một chất nhạy cảm bức xạ, PPIX vẫn có thể tăng cường sản xuất ROS và gây ra tổn thương DNA trong điều kiện thiếu oxy. Khách sạn này làm cho nó có khả năng có giá trị trong lĩnh vực nhạy cảm xạ trị. Các nhà nghiên cứu đang khám phá việc cung cấp PPIX thông qua các nanocarrier để tăng hiệu quả làm giàu trong các mô khối u và giảm độc tính toàn thân.

V. Các trường ứng dụng khác

PPIX cũng có một số ứng dụng nhất định trong lĩnh vực nông nghiệp. Là một chất ức chế protoporphyrinogen oxyase, một mục tiêu chính của thuốc diệt cỏ thuộc loại này, việc điều chỉnh con đường trao đổi chất của PPIX có thể được sử dụng để phát triển thuốc diệt cỏ mới. Ngoài ra, công nghệ phát hiện huỳnh quang của PPIX được sử dụng để sàng lọc ngộ độc chì và chẩn đoán thiếu máu thiếu sắt. Bằng cách phát hiện mức độ của kẽm protoporphyrin (ZPP) trong các tế bào hồng cầu, tình trạng chuyển hóa sắt trong cơ thể có thể được đánh giá nhanh chóng.