Профили экспрессии транспортеров метаболитов синтеза гема могут быть использованы, как потенциальные молекулярные детерминанты, определяющие вариабельную чувствительность опухолевых клеток к фотодинамической терапии (ФДТ) с использованием 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК). В исследование была включена панель клеточных линий человека JFCR39. Профили транскрипционной активности генов девяти ключевых белков-транспортеров (SLC15A1, SLC36A1, SLC6A6, SLC6A13, TSPO1/2, ABCG2, ABCB6, FLVCR1, SLC25A37) были получены из базы данных The Human Protein Atlas (HPA). Для количественной оценки был использован показатель nTPM (нормализованное количество транскриптов на миллион). Данные об уровне накопления протопорфирина IX (ППIX) после инкубации клеток с 1 мМ 5-АЛК заимствованы из опубликованного скрининга Kitajima Y. et al. (2019). Статистическая значимость взаимосвязей оценивалась методом корреляционного анализа Пирсона. Установлена выраженная тканеспецифичность корреляций между экспрессией транспортеров и внутриклеточным накоплением ППIX. На панели опухолей головного мозга выявлена очень сильная отрицательная связь уровня ППIX с экспрессией транспортера железа MFRN (SLC25A37; R = -0,91 до -0,96) и АТФ-связывающего кассетного транспортера ABCB6 (-0,94), что может указывать на критическую роль митохондриального захвата железа и эффлюкса тетрапирролов в резистентности глиом к ФДТ. В то же время для классических транспортеров самой 5-АЛК (PEPT1, PAT1, TauT, GAT2) статистически значимой положительной связи с уровнем фотосенсибилизатора не обнаружено ни по всей панели, ни в большинстве нозологий. Исключением стали линии рака яичников, где экспрессия PAT1 продемонстрировала умеренную положительную корреляцию с накоплением ППIX (R = 0,62–0,75). Сравнение транспортеров выведения показало, что вклад ABCB6 в сниже-ние концентрации ППIX сопоставим или превышает таковой у общепризнанного маркера ABCG2, особенно в линиях нейроэктодермального происхождения.

Фотодинамическая терапия (ФДТ) является предметом многочисленных исследований и уже доказала свою эффективность в лечении опухолевых и неопухолевых заболеваний. ФДТ представляет собой процедуру, включающую введение фотосенсибилизирующего агента с последующей активацией препарата светом определенной длины волны и генерацией активных форм кислорода. Дальнейшие токсические эффекты вызывают апоптотическую, некротическую или аутофагическую гибель раковых клеток, приводят к серьезным сосудистым повреждениям опухолевой ткани, активируют системные иммунные реакции. С точки зрения оптимизации лечения и индивидуального подхода ФДТ несомненно может рассматриваться как инструмент персонализированной медицины. Целью исследования стало изучение сосудистых изменений опухолевой ткани в зависимости от различных режимов фотодинамического и лучевого воздействия. Исследование выполнено на 223 лабораторных мышах линий CBA, C57BI, C3HA, гибридах F (CBA* C57BI) с перевитой в подкожную клетчатку спины аденокарциномой Эрлиха от мышей-опухоленосителей. В работе использовался фотосенсибилизатор второго поколения на основе хлорина е6 радахлорин (Россия), который вводили животным внутрибрюшинно. Степень накопления фотосенсибилизатора в тканях определяли с помощью флюоресцентно-спектроскопической установки «ЛЭСА-01-Биоспек» (Россия). Источником лазерного облучения явился терапевтический полупроводниковый лазер

«Лахта-Милон» (Россия). Установлено, что высокие световые дозы при ФДТ ведут к выраженному необратимому уменьшению объема и площади сосудистого русла, снижению сосудистой перфузии опухоли, с максимальным подавлением ангиогенной активности опухоли при комбинированном лечении – сочетании резекции и интраоперационной ФДТ на ложе удаленной опухоли. Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют о более мощном деструктивном воздействии высокодозной ФДТ, преимуществах лазерного воздействия в сравнении с лучевым. Циторедуктивные эффекты фотоповреждения могут успешно использоваться в современной онкологии на этапе хирургического лечения в качестве дополнительного интраоперационного воздействия на ложе удаленной опухоли, улучшая результаты терапии.

При прогрессировании опухолей головного мозга избыточный коллаген повышает жёсткость внеклеточного матрикса, что способствует метастазированию, препятствует проникновению препаратов и снижает эффективность терапии. Детальное изучение коллагена как перспективного биомаркера злокачественности весьма актуально для дополнения к гистопатологии в точной диагностике и планировании лечения. В данном исследовании предлагается подход к детекции коллагена в тканях внутричерепных опухолей методом спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния с возбуждением на длине волны 785 нм.

В рамках проведенного обзора детально рассмотрены теоретические основы и практические аспекты применения комбинации индукторов ферроптоза и фотосенсибилизаторов в экспериментальной терапии злокачественных опухолей. Особое внимание в работе уделено комплексным исследованиям, фокусирующимся на совместном использовании двух терапевтических подходов. Полученные результаты подтверждают перспективность дальнейшего развития данного научного направления.

На основании совокупности теоретических данных и экспериментальных исследований убедительно продемонстрирована эффективность комбинированного подхода, объединяющего ферроптоз и фотодинамическую терапию (ФДТ), в качестве стратегии противоопухолевого лечения. Ключевым фактором, определяющим результативность такой комбинации, выступает синергетический противоопухолевый эффект, обусловленный взаимосвязанными биохимическими процессами, в первую очередь реакцией Фентона. В ходе ферроптоза реализуется биохимическое превращение, способное обеспечивать необходимого для эффективного протекания ФДТ. В свою очередь, ФДТ генерирует активные формы кислорода, которые потенцируют реакцию Фентона, тем самым усиливая процессы, ведущие к ферроптотической гибели опухолевых клеток. В результате формируется замкнутый цикл, многократно повышающий цитотоксическое воздействие на злокачественные клетки.

Анализ экспериментальных работ показал, что в большинстве исследований в качестве фотосенсибилизатора используют хлорин e6 и производные порфирина – соединения, хорошо зарекомендовавшие себя в ФДТ благодаря оптимальным фотофизическим характеристикам. В роли индукторов ферроптоза наиболее часто применяют эрастин и его производные, а также различные соединения железа, способные эффективно запускать и поддерживать процессы железозависимой клеточной гибели.

Представленные данные свидетельствуют о высоком потенциале комбинированной стратегии, основанной на сопряжении ферроптоза и ФДТ, и обосновывают необходимость дальнейших исследований в этой области для разработки новых подходов к лечению онкологических заболеваний.

В обзоре рассматриваются современные подходы к антибактериальной фотодинамической терапии (аФДТ), основанные на использовании эндогенных фотосенсибилизаторов (ФС) – тетрапиррольных соединений, накапливающихся в бактериальных клетках при переходе в покоящееся состояние или при добавлении в среду выращивания предшественника синтеза тетрапирролов (5-аминолевулиновая кислота). Актуальность проблемы обусловлена ростом лекарственной устойчивости Mycobacterium tuberculosis и способностью патогена персистировать в организме хозяина, формируя фенотипическую толерантность к антибиотикам, что диктует необходимость альтернативных методов лечения. Особое внимание уделено механизмам накопления порфиринов и их метилированных производных (включая тетраметиловый эфир копропорфирина и Zn-порфирины) в различных моделях покоящихся клеток микобактерий. Экспериментально доказано, что эти соединения не только являются маркерами покоящегося состояния, но и служат эффективными эндогенными ФС, обеспечивающими селективную инактивацию патогена при облучении светом соответствующих длин волн. В работе систематизированы данные о ферментативных мишенях тетрапиррольного метаболизма (сирогемсинтаза CysG, феррохелатаза HemH, копропорфириноген III оксидаза HemN, копропорфирин метилтрансфераза CPmtA), модуляция активности которых позволяет индуцировать накопление флуоресцирующих интермедиатов и повышать фоточувствительность бактерий. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований по фотодинамической инактивации как активно растущих, так и персистирующих форм микобактерий in vitro, а также внутри инфицированных макрофагов. Рассмотрены перспективы использования эндогенных ФС для борьбы с лекарственно-устойчивыми формами патогенов, возможности комбинирования аФДТ с существующими противотуберкулёзными режимами лечения и необходимость дальнейшего изучения накопления порфиринов in vivo. Обзор подчёркивает потенциал аФДТ как альтернативной стратегии, направленной на эрадикацию персистирующих форм микобактерий, что особенно важно в условиях глобальной угрозы туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью.