DISCUȚII

acest studiu A demonstrat posibilitatea de photodynamically inactivarea microorganismelor gram-pozitive și bacterii gram-negative după incubare cu 5-ALA acid sau MAL. Profilul caracteristic al producției de porfirină indusă de 5-ALA în funcție de concentrația substratului subliniază relația puternică dintre acești doi parametri și importanța determinării concentrațiilor eficiente optime ale fiecărui substrat., Curba în formă de clopot observată este în acord cu curbele obținute în studiile pe culturi celulare ale porfirinelor induse de derivați 5-ALA și 5-ALA (27).

se știe că, pe lângă PPIX, porfirinele, în general, pot inhiba diferite enzime implicate în ciclul biosintetic al hemei, pentru a evita acumularea unor cantități mari de Pap intracelular (1). Cu toate acestea, acest feedback negativ ar duce la apariția unui platou în ceea ce privește producția totală de porfirină cu creșterea concentrațiilor de 5-ALA și nu poate explica curba în formă de clopot., Rezultatele noastre au arătat că, la concentrații peste concentrația optimă, 5-ALA în sine pare să aibă un efect inhibitor asupra formării porfirinei, chiar dacă nu au fost atinse concentrații toxice de medicamente. În plus, aceleași bacterii incubate cu MAL au produs cantități semnificativ mai mari de Pap decât compusul părinte, ceea ce sugerează că capacitățile maxime de producție de PAP nu au fost atinse.diferențele în concentrațiile optime observate pentru 5-ALA și MAL pot rezulta din mecanisme diferite de absorbție., Este bine cunoscut faptul că în celulele animale, 5-ALA și MAL sunt transportate în citosol prin diferite mecanisme de transport activ (23); cu toate acestea, mai mulți derivați lipofili intră prin difuzie pasivă prin membrane sau endocitoză. În bacteriile gram-negative, membrana dublă împiedică pătrunderea moleculelor exogene, în timp ce porinele, care sunt canale transmembranare, permit numai molecule hidrofile mici, de obicei nutrienți, să intre în bacterii (18)., Astfel, intrarea 5-ALA în bacterii gram-negative nu este problematică (28), așa cum demonstrează concentrația scăzută necesară pentru inducerea optimă a PAP. În cazul MAL, adăugarea unui lanț metil pe gruparea carboxilică crește coeficientul de partiție ulei-apă log De la -1,52 la -0,94 (27), care este încă considerat hidrofil. Prin urmare, acest compus poate intra, de asemenea, în citosolul bacterian prin canale porin., Cu toate acestea, concentrațiile mari (3 până la 10 mM) necesare pentru a induce o formare suficientă a Papanicolau indică faptul că fie penetrarea, fie disponibilitatea pot varia de cea a compusului părinte.faptul că mai mulți derivați lipofili, cum ar fi PAL, HAL și OAL, nu induc nicio formare Papanicolau semnificativă ar putea fi explicat prin captarea acestor compuși foarte lipofili în membranele bacteriene sau prin faptul că proprietățile foarte amfifile ale acestor derivați pot induce perturbarea membranei, provocând toxicitate întunecată.,am observat o corelație puternică între eficiența PDI și cantitatea totală de PAP-uri formate în E. coli K-12. Cu toate acestea, acest lucru nu poate fi extrapolat la alte tulpini datorită diferitelor tipuri de porfirine produse, mecanismelor de protecție (12) și localizării porfirinei. Toate tipurile de porfirine observate în studiul nostru au arătat capacitatea de a absorbi lumina și de a genera specii reactive de oxigen (22). Principala diferență dintre aceste porfirine endogene este legată de numărul de fragmente carboxilice, care influențează solubilitatea, lipofilicitatea, agregarea și localizarea., În cazul E. coli, s-a observat că tipul de PAP depinde de cantitatea de porfirine produse. Când se sintetizează cantități mici de porfirine, mecanismul enzimatic al bacteriilor a fost capabil să procedeze la decarboxilarea unei proporții mari a acestor porfirine, ducând la acumularea de porfirine în principal lipofile. Când se produc cantități foarte mari de PAP, procesul enzimatic poate fi copleșit, ducând la o proporție crescută de porfirine hidrofile. Această tendință a fost observată numai la tulpinile de E. coli (date care nu sunt prezentate pentru celelalte specii)., În contrast, S. aureus aproape exclusiv produse UPs și a fost eficient photoinactivated, în timp ce P. aeruginosa produs patru până la cinci ori mai porfirine, în principal PPIX, dar nu a fost mai eficient photoinactivated.pentru a obține PDI eficient mediat de derivați 5 – ALA sau 5-ALA, cele două condiții principale necesare sunt acumularea unor cantități suficiente de PAPs în bacteriile vizate și iradierea eficientă pentru a activa PS. De fapt, atunci când se utilizează acest tip de pro-medicament PS, PDI realizat în condiții suboptimale poate duce la rezultate contradictorii. De exemplu, Karrer și colab., (10) au arătat că PDI mediată de 5-ALA a indus o inhibare semnificativă a creșterii S. aureus, dar nu Staphylococcus epidermidis. În schimb, Nitzan și colab. (19) a observat că PDI mediată de 5-ALA a fost eficace atât împotriva S. aureus, cât și împotriva S. epidermidis, dar nu împotriva tulpinilor gram-negative, inclusiv E. coli și P. aeruginosa. Ultimele două tulpini au fost fotoinactivate cu succes de Szocs et al. (24) și Lee și colab. (14), respectiv, după incubarea cu 5-ALA., Prin urmare, prezentul studiu demonstrează în mod clar nu numai că concentrațiile trebuie optimizate și adaptate la bacteriile specifice, ci și că lipofilicitatea precursorului PAP în sine trebuie optimizată. În timp ce MAL și BAL păreau să fie mai eficienți în inactivarea E. coli, s-a demonstrat că 5-ALA are capacitatea de a inactiva eficient S. aureus la concentrații mari., În studiul de față ne-am concentrat în principal pe PAP precursori care au obținut aprobarea de comercializare pentru administrare topică (5-ALA, MAL, și HAL), doi compuși intermediari sintetici (BAL și PAL), și încă un compus lipofil (OAL), care era încă solubil în apă la concentrații folosite în studiul nostru. Cu toate acestea, în studiile viitoare ar trebui luați în considerare compuși mai moderat lipofili, cum ar fi esterii de etil, propil și benzil.,

în studiul nostru, atât 5-ALA cât și MAL s-au dovedit a induce cantități crescute de PAPs în toate bacteriile tratate atunci când au fost aplicate condițiile optime. În E. coli, efectul inhibitor total observat după incubarea cu MAL, deși a fost observat la concentrații mai mari de medicament, a fost cu până la 2 ordine de mărime mai mare decât cel obținut după incubarea cu 5-ALA. Cu toate acestea, acest avantaj nu a fost observat la celelalte tulpini utilizate în studiul de față., În practica clinică, MAL poate prezenta și alte avantaje, în special în ceea ce privește proprietățile sale farmacocinetice și farmacodinamice, care au fost stabilite în studiile clinice pentru tratamentul carcinoamelor bazocelulare și keratozei actinice (6, 7, 17). Deoarece 5-ALA a prezentat o curbă bifazică de inactivare, concentrațiile intermediare au dus la inactivarea suboptimală a bacteriilor vizate. Un comportament mai dezirabil a fost obținut cu MAL, deoarece supraviețuirea bacteriană a scăzut continuu odată cu creșterea concentrațiilor MAL., În acest caz, formarea PAP și, astfel, PDI, a fost inhibată numai atunci când s-au obținut concentrații toxice de medicamente (mai mari de 10 mM).nu numai că capacitatea de a induce PAPs este importantă, dar derivații 5-ALA, inclusiv MAL, pot avea deja avantaje stabilite în ceea ce privește biodisponibilitatea locală după administrarea topică pentru tratamentul altor patologii. S-a demonstrat că administrarea topică de MAL determină o distribuție mai selectivă și mai profundă a Pap la pacienții cu carcinoame bazocelulare groase (20)., Prin urmare, infecțiile mai profunde pot fi tratate mai eficient cu acest compus. În unele cazuri, MAL s-a dovedit a fi mai selectiv decât 5-ALA pentru țesuturile bolnave, cum ar fi keratozele solare (6), ceea ce ar putea duce la mai puține daune colaterale în țesutul sănătos din jur. Mai mult, s-a demonstrat că MAL are o absorbție sistemică limitată și s-a raportat că induce mai puțină durere în timpul iradierii, care este un parametru important atunci când sunt necesare mai multe ședințe PDT (11).,concentrațiile cele mai eficiente utilizate în acest studiu pot părea relativ ridicate în comparație cu concentrațiile altor compuși PS, care sunt utilizați la concentrații micromolare; într-adevăr, pentru alți compuși PS, timpul de aplicare este de minute în loc de ore (25, 26). Cu toate acestea, selectivitatea ridicată a compușilor pe care i-am testat, așa cum s-a demonstrat în alte domenii medicale, poate oferi mijloacele de eradicare a infecțiilor bacteriene fără a afecta țesuturile sănătoase din jur.,utilizarea compușilor testați în studiile noastre va fi limitată la infecțiile bacteriene care sunt accesibile administrării locale atât a medicamentului, cât și a luminii, inclusiv pielea, plămânii, cavitatea bucală, zona urogenitală și tractul gastro-intestinal. De exemplu, studiile clinice timpurii au demonstrat rezultate promițătoare din PDI mediată de 5-ALA a Helicobacter pylori (30). Evoluțiile actuale din acest domeniu se concentrează pe dezvoltarea derivaților aplicabili sistemic ai 5-ALA cu timpi de înjumătățire prelungiți, ceea ce va eluda necesitatea aplicării compușilor la nivel local., În plus, repetabilitatea poate fi un avantaj major al PDI, deoarece toxicitatea cumulativă (21) și rezistența bacteriană indusă în urma tratamentelor repetate (13) nu au fost raportate până în prezent.prin urmare, atunci când s-au utilizat concentrații optime, derivații 5-ALA și 5-ALA cu lanț scurt (MAL și BAL) au indus niveluri ridicate de acumulare a PAP atât în tulpinile bacteriene gram-pozitive, cât și gram-negative pe care le-am testat, atingând prima condiție pentru un PDI de succes., În schimb, derivații 5-ALA cu lanț lung (PAL, HAL și OAL) au demonstrat toxicități întunecate ridicate care au crescut odată cu lipofilicitatea, iar inducerea cu acești compuși nu a arătat o formare Papanicolau semnificativă. Deoarece MAL a indus eficient formarea Papanicolau în bacterii, s-ar putea să arate o eficacitate îmbunătățită in vivo, în special datorită proprietăților sale farmacocinetice și farmacodinamice avantajoase. Capacitatea sa de a fi utilizată pentru tratamentul infecțiilor locale trebuie investigată în continuare în experimente in vivo.