[Photodynamic therapy – significance in oncology]

Postepy Biochem. 2021 Jul 19;67(3):236-247. doi: 10.18388/pb.2021_394. Print 2021 Sep 30.
[Article in Polish]

Abstract

Photodynamic therapy (PDT) is one of the least toxic methods causing the death of cancer cells. Photosensitizer (PS) applied to a patient accumulates in the tumor, where under the appropriate wavelength and insensitivity of light is activated. Activated PS in the presence of oxygen produces reactive oxygen species (ROS), which make significant damage leading to the destruction of cancer cells by apoptosis, necrosis or autophagic process. Moreover, PDT causes an acute local inflammatory response that is involved in removing dead cells, restoring normal tissue homeostasis, and sometimes leads to the development of systemic immunity. However, some cells may survive treatment and develop resistance. Mechanisms, which lead to decrease of the level of PS in cells may be involved in the cytoprotection of cancer cells from PDT. Furthermore, increased activity of antioxidant mechanisms, overexpression of molecular chaperones and activation of survival pathways can protect cells from PDT.

Terapia fotodynamiczna (ang. photodynamic therapy, PDT) jest jedną z najmniej toksycznych metod walki z rakiem. Podany pacjentowi fotouczulacz (ang. photosensitizer, PS) akumuluje się w tkance guza, gdzie pod wpływem światła o odpowiedniej długości fali i intensywności dochodzi do jego aktywacji. Aktywowany PS w obecności tlenu prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu (ang. reactive oxygen species, ROS), które powodują liczne uszkodzenia. Powstałe nieodwracalne uszkodzenia prowadzą do śmierci komórek poprzez mechanizm apoptozy, nekrozy lub autofagii. Ponadto w wyniku PDT dochodzi do zapoczątkowania ostrej lokalnej reakcji zapalnej, która bierze udział w usuwaniu martwych komórek, przywróceniu normalnej homeostazy tkanek, a czasami i w rozwinięciu odporności ogólnoustrojowej. Jednak część komórek nowotworowych może przeżyć terapię i zmienić swój fenotyp, prowadząc do pojawienia się oporności. W ochronę przed cytotoksycznym efektem PDT mogą być zaangażowane mechanizmy prowadzące do obniżenia poziomu fotouczulacza w komórkach, zwiększone zdolności antyoksydacyjne, nadekspresja białek opiekuńczych czy aktywacja ścieżek sygnałowych sprzyjających przeżyciu.

MeSH terms

  • Apoptosis
  • Humans
  • Neoplasms* / drug therapy
  • Photochemotherapy*
  • Photosensitizing Agents / pharmacology
  • Photosensitizing Agents / therapeutic use
  • Reactive Oxygen Species

Substances

  • Photosensitizing Agents
  • Reactive Oxygen Species