Влияние неинвазивного фракционного фототермолиза на эффективность трансдермальной фотосенсибилизации в эксперименте in vivo

В пилотном исследовании in vivo изучена эффективность неинвазивного фракционного лазерного фототермолиза (НФЛФ), как трансдермальной системы для аппликационной фотосенсибилизации кожи мышей перед фотодинамической терапией (ФДТ). Для НФЛФ использовали лазер (λ = 970 нм) со средней мощностью 4 Вт и частотой импульсов 50 Гц. Проводили облучение участка кожи передней брюшной стенки мышей. После НФЛФ на кожу наносили фотосенсибилизатор (ФС) на основе хлорина е6 в виде геля (0,5 %) с временем аппликации 30 мин. Затем проводили лазерную ФДТ (λ = 662 нм) с мощностью 2 Вт в сканирующем импульсно-периодическом режиме с частотой 5 Гц и площадью светового пятна на коже 1,2 мм². Результаты гистологического исследования, конфокальной и электронной микроскопии показали особенности трансдермального распределения хлорина е6 после проведения НФЛФ. ФС флуоресцирует во всех слоях кожи и подкожно-жировом слое, что указывает на его глубокое проникновение в гиподерму после НФЛФ по сравнению с обычной накожной аппликацией. Продемонстрированы преимущества НФЛФ как транспортной системы для успешного проникновения гелевой формы хлорина е6 через все слои кожи. Электронная микроскопия показала трансдермальный транспорт ФС в виде наноразмерных микросфер и частиц, поглощаемых макрофагами и фибробластами. Также было впервые показано, что импульсная ФДТ после НФЛФ приводит к формированию наноразмерных очагов фотодеструкции вплоть до границы сетчатого слоя кожи и гиподермы.

1. Sviatchenko V.A., Nikonov S.D., Mayorov A.P., Gelfond M.L., Loktev V.B. Antiviral photodynamic therapy: Inactivation and inhibition of SARS-CoV-2 in vitro using methylene blue and Radachlorin // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. – 2021. – Vol. 33. – P. 102112.

2. Wainwright M. Photosensitisers in biomedicine // Chichester: John Wiley & Sons. – 2009.

3. Gunaydin G., Gedik M.E., Ayan S. Photodynamic therapy: Current limitations and novel approaches // Frontiers in Chemistry. – 2021. – Vol. 9. – P. 691697.

4. Park Y.K., Park C.H. Clinical efcacy of photodynamic therapy // Obstetrical & Gynecological Science. – 2016. – Vol. 59 (6). – P. 479-488.

5. Awan M.A., Tarin S.A. Review of photodynamic therapy // The Surgeon. – 2006. – Vol. 4 (4). – P. 231-236.

6. Niculescu A.G., Grumezescu A.M. Photodynamic Therapy — An Up-to-Date Review // Applied Sciences. – 2021. – Vol. 11 (8). – P. 3626.

7. Захаренко А.А., Хамид А.Х., Свечкова А.А., Беляев М.А., Вовин К.Н., Прудников А.В. Применение эндоскопической фотодинамической терапии в комплексном лечении злокачественных новообразований желудка (обзор литературы) // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. – 2022. – Т. 181, № 4. – С. 5-12.

8. Kubrak T., Karakuła M., Czop M., Kawczyk-Krupka A., Aebisher D. Advances in Management of Bladder Cancer — The Role of Photodynamic Therapy // Molecules. – 2022. – Vol. 27 (4). – P. 731.

9. Queirós C., Garrido P.M., Maia Silva J., Filipe P. Photodynamic therapy in dermatology: beyond current indications // Dermatologic Therapy. – 2020. – Vol. 33 (6). – P. e13997.

10. Karrer S., Szeimies R.-M. Photodynamische Therapie Nichtonkologischer Indikationen // Hautarzt. – 2007. – Vol. 58 (7). – P. 585-596.

11. Van Straten D., Mashayekhi V., De Bruijn H. S., Oliveira S., Robinson D. J. Oncologic photodynamic therapy: Basic principles, current clinical status and future directions // Cancers. – 2017. – Vol. 9 (1). – P. 19.

12. Hak A., Ali M.S., Sankaranarayanan S.A., Shinde V.R., Rengan A.K. Chlorin e6: a promising photosensitizer in photo-based cancer nanomedicine // ACS Applied Bio Materials. – 2023. – Vol. 6 (2). – P. 349-364.

13. Zhang D., Wu M., Zeng Y., Wu L., Wang Q., Han X., Liu X., Liu J. Chlorin e6 conjugated poly(dopamine) nanospheres as PDT/PTT dual-modal therapeutic agents for enhanced cancer therapy // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2015. – Vol. 7 (15). – P. 8176-8187.

14. Бредихин Д.А., Никонов С.Д., Чередниченко А.Г., Петренко Т.И. Фотодинамическая инактивация Mycobacterium tuberculosis радахлорином in vitro // Туберкулёз и болезни лёгких. – 2018. – Т. 96, № 1. – С. 5-10.

15. Mathur A., Parihar A. S., Modi S., Kalra A. Photodynamic therapy for ESKAPE pathogens: an emerging approach to combat antimicrobial resistance (AMR) // Microbial Pathogenesis. – 2023. – Vol. 183. – P. 106307.

16. Панова О.С., Дубенский В.В., Дубенский В.В., Петунина В.В., Бейманова М.А., Санчес Э.А., Гельфонд М.Л., Шилов Б.В., Белхароева Р.Х. Фотодинамическая репаративная регенерация кожи с применением наружного геля-фотосенсибилизатора на основе хлорина е6 // Biomedical Photonics. – 2021. – Т. 10, № 3. – С. 4-11.

17. Manstein D., Herron G.S., Sink R.K., Tanner H., Anderson R.R. Fractional photothermolysis: a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury // Lasers in Surgery and Medicine. – 2004. – Vol. 34 (4). – P. 426-438.

18. Нимаев В.В., Никонов С.Д., Бредихин Д.А., Майоров А.П., Чернопятов Д.И. Способ фотодинамической терапии с интрадермальной фотосенсибилизацией: патент на изобретение RU 2750975 C1. 07.07.2021. Заяв. № 2020124765 15.07.2020; опубл.07.07.2021.

19. Habbema L., Verhagen R., Van Hal R. et al. Minimally invasive non-thermal laser technology using laser-induced optical breakdown for skin rejuvenation // Journal of Biophotonics. – 2012. – Vol. 5(3–4). – P. 194-199.

20. Hædersdal M., Sakamoto F. H., Farinelli W. A., Doukas A. G., Tam J., Anderson R. R. Fractional CO2 laser-assisted drug delivery // Lasers in Surgery and Medicine. – 2010. – Vol. 42 (2). – P. 113-122.

21. Qureshi S., Lin J. Y. Utilizing non-ablative fractional photothermolysis prior to ALA-photodynamic therapy in the treatment of acne vulgaris: a case series // Lasers in Medical Science. – 2017. – Vol. 32. – P. 729-732.

22. Lohan S.B., Kröger M., Schleusener J., Darvin M.E., Lademann J., Streit I., Meinke M.C. Characterization of radical types, penetration profle and distribution pattern of the topically applied photosensitizer THPTS in porcine skin ex vivo // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. – 2021. – Vol. 162. – P. 50-58.

23. Laubach H. J., Tannous Z., Anderson R. R., Manstein D. Skin responses to fractional photothermolysis // Lasers in Surgery and Medicine. – 2006. – Vol. 38 (2). – P. 142-149.