LEKOVI KOJE POKREĆE SVETLOST

(MEDIALAB*) Zamislite lekove koje je aktivirala svetlost i koji deluju samo na onom delu tela koji se osvetli. Noviji pristup razvoju takozvanih fotoosetljivih lekova, nazvan fotofarmakologijom, usmeren je ka dizajnu supstanci koje je moguće aktivirati ili deaktivirati koristeći svetlost.

Pristup razvoju lekova se umnogome promenio poslednjih decenija. Napredak na poljima biomedicine i tehnologije pratila je pojava novih grupa lekova poput monoklonskih antitela, RNK vakcina i genske terapije. Brojni od ovih lekova su postali deo kliničke svakodnevnice i zahvaljujući njihovom uvođenju u terapijske protokole promenjen je pristup lečenju najtežih oboljenja. Jedan od novih koncepata obuhvata dizajniranje lekova čiju aktivnost je moguće kontrolisati pomoću svetlosti.

Danas je teško, gotovo nemoguće, zamisliti zdravstvene ustanove bez dijagnostičkih i terapijskih postupaka koji koriste elektromagnetne talase uključujući rentgen, CT skener, nuklearnu magnetnu rezonancu, gama nož i radioterapiju. Međutim, svetlost kao deo elektromagnetnog spektra vidljiv ljudskom oku još uvek nije našla veću primenu u medicini.

Vidljiv deo elektromagnetnog spektra uveden je u kliničku praksu u okviru fotodinamske terapije. Ovaj postupak podrazumeva uzimanje fotoosetljivog jedinjenja nakon čega sledi izlaganje svetlosti dela tela gde se želi postići terapijski efekat. Pod uticajem svetlosti dolazi do razgradnje fotoosetljivih molekula uz stvaranje velikih količina toksičnih produkata, koji zatim oštećuju ćelije i dovode do njihove smrti. Iako se na ovaj način postiže lokalno dejstvo leka, jedini mogući ishod ove terapije je smrt ćelija, što značajno ograničava njenu primenu.

Osnovna ideja je da se sintetišu jedinjenja kod kojih dolazi do promene strukture pod uticajem svetlosti a da nastalu promenu prati pojava ili gubitak biološke aktivnosti. Cilj je da ove strukturne izmene budu povratne i da se jedinjenje nakon određenog vremena posle prestanka izlaganja svetlosti vrati u svoj prvobitni oblik.

Najčešće korišćena metoda za sintezu ove grupe jedinjenja podrazumeva uvođenje struktura osetljivih na svetlost u već postojeće lekove. Obično se radi o strukturama koje mogu da postoje u dva oblika: trans i cis. Razlika između ove dve forme je u rasporedu atoma u prostoru – kod trans oblika određeni delovi strukture se nalaze jedan naspram drugog, dok se kod cis oblika ti isti delovi nalaze jedan pored drugog. Većina ovih struktura u osnovnom stanju zauzima trans oblik, ali prilikom izlaganja svetlosti karakterističnih osobina dolazi do prelaska iz trans oblika u cis a nastala promena rasporeda atoma u prostoru uzrokuje promene biološke aktivnosti.

Postoje dva modela potencijalne primene fotolekova. U okviru prvog lek se uzima u svom neaktivnom obliku a zatim aktivira osvetljavanjem obolelog dela tela. Aktivni oblik leka stoga postoji samo na osvetljenom mestu i samo tu ispoljava svoje terapijsko dejstvo. Neophodno je da ovaj oblik bude izuzetno nestabilan kako bi se deaktivirao ubrzo nakon prestanka izlaganja svetlosti i kako ne bi izazvao sistemske neželjene efekte. Ovaj pristup može biti koristan kod lekova čija je upotreba praćena ozbiljnim nuspojavama i trenutno se najviše primenjuje u cilju razvoja manje toksičnih hemioterapeutika.

Drugi model primene podrazumeva aktivaciju leka neposredno pre primene. Aktivan oblik zatim ispoljava sve svoje efekte na nivou celog organizma ali postepeno dolazi do njegovog spontanog prelaska u neaktivno stanje. Ovakav pristup obećava kada je u pitanju razvoj novih antibiotika. Naime, mnoštvo lekova iz ove grupe se izlučuje iz organizma ljudi i životinja u svom aktivnom obliku u kojem zaostaje u životnoj sredine uzrokujući brži razvoj bakterijske rezistencije. Fotoosetljivi antibiotici bi značajno manje doprinosili razvoju rezistencije, jer bi dolazilo do njihove potpuno deaktivacije pre izlučivanja iz organizma.

Fotofarmakologija trenutno postoji samo u svetu nauke. Uprkos zanimljivom i obećavajućem konceptu, potrebno je uložiti još puno truda kako bi se sintetisalo jedinjenje koje ne samo što je efikasno već i bezbedno po zdravlje ljudi. Većina jedinjenja iz ove grupe menja svoju strukturu samo prilikom izlaganja UV svetlu, koje ne može da se koristi kada su u pitanju živi organizmi zbog rizika od izazivanja mutacija. S druge strane, iako ovaj pristup može biti od velike koristi kada se radi o bolestima koje zahvataju površinske organe, poput kože i očiju, ili organe koji se nalaze neposredno ispod kože kao što je štitasta žlezda, uspešna primena principa fotofarmakologije za lečenje unutrašnjih organa zahteva razvoj novih tehnika koje bi omogućile prodiranje svetlosti duboko u tkivo.

—

Tekst: Hana Čižik

Foto: Pixabay CC

—

*U okviru MEDIALAB serije “Nauka kroz priče” objavljuje seriju tekstova mladih, kreativnih naučnopopularnih autora koji su polaznici škole naučnog novinarstva MEDIALAB koju organizuje Institut za fiziku u okviru inicijative “Nauka kroz priče”