Changes in tumour vasculature and oxygenation in context of efficacy of vascular targeted photodynamic therapy (V-PDT) in Lewis Lung Carcinoma mouse model

Terapia fotodynamiczna (PDT- ang. photodynamic therapy) stanowi podejście alternatywne lub komplementarne do konwencjonalnie stosowanych metod zwalczania nowotworów. Jej przebieg obejmuje synchroniczne działanie indywidualnie nietoksycznych komponentów, jakimi są światło o odpowiedniej długości fali i dawce oraz związek uwrażliwiający tkankę na to światło. Miejscowe zadziałanie powyższych składowych inicjuje śmierć komórek i uszkodzenie tkanek, a także angażuje układ immunologiczny do długoterminowej odpowiedzi przeciwnowotworowej. Kluczową rolę w osiągnięciu pożądanych efektów terapeutycznych pełni w tym przypadku interwał czasowy pomiędzy aplikacją związku a naświetlaniem tkanki (ang. DLI- drug to light interval). Ogromne wyzwanie w PDT stanowi dobranie odpowiedniej formulacji aplikowanego dożylnie pro-leku (fotosensybilizatora), korzystnej pod względem dystrybucji w celowanej tkance, w odpowiednio dobranym interwale czasowym. Jest to ściśle związane z biodystrybucją fotosensybilizatora i w konsekwencji miejscem skumulowanego działania terapii. Obecnie coraz szerzej stosowanym podejściem jest celowanie w naczynia w obrębie guza poprzez zastosowanie naświetlania krótko (10-15 min.) po podaniu związku.W niniejszej pracy dokonano porównania dwóch protokołów- o krótkim (15 min) oraz dłuższym interwale czasowym (3h) w kontekście efektów naczyniowych i tlenowych oraz bezpośrednio z nimi związanego poziomu wyleczalności na modelu mysiego nowotworu płuca LLC. Wykazano, że terapia prowadząca do destrukcji naczyń prowadzi, poprzez całkowite zamknięcie dopływu krwi, do bardzo skutecznej, długotrwałej odpowiedzi przeciwnowotworowej. Pod względem skuteczności podejście to pozostaje w przewadze w stosunku do badanego protokołu o trzygodzinnym interwale czasowym.Photodynamic therapy (PDT), according to current knowledge, is considered to be a promising alternative or complement to chemo- and radiotherapy, given their numerous undesirable side effects. The process of sensitization, a key issue in PDT, involves the synchronous action of two individually non-toxic components: light of appropriate wavelength and dose and photochemically active pro-drug (photosensitizer) . Local effects of the above components initiates very strong response at the cellular and tissue level, but also stimulates the immune system for a long- term antitumour response.Currently, the approach of great interest in treatment of many types of neoplasm and non-neoplastic lesions, including prostate and cutaneous cancer, or age-related macular degeneration, involves PDT protocols aiming at the destruction of neoplastic vasculature. Such effect can be achieved by the tissue kinetics- dependent application of photosensitizer and time- dependent application of specific light beam. In the present study the two vascular protocols were compared. The approaches with short (15 min) and extended (3h) drug- to- light (DLI) time intervals were applied and vascular effects were investigated in context of total cure rates in Lewis Lung Carcinoma (LLC) mouse model. Presented results show that the treatment modality focused on vascular destruction leads to a very effective long-term antineoplastic response mediated by a strong deprivation of blood supply. In terms of effectiveness, this approach has a great adventure over prolonged-interval protocol presented in this study