Nasze laboratorium ma ponad 50-letnie doświadczenie w dziedzinie fotobiologii i fotomedycyny, a od 18 lat prowadzi intensywne badania nad terapią BIOPTRON. Nasze wielkie zainteresowanie tą modalnością fototerapeutyczną opiera się na unikalnych właściwościach światła BIOPTRON, które symuluje dominujące składniki ziemskiego promieniowania słonecznego - polichromatyczne promieniowanie widzialne i podczerwone o gęstości mocy charakterystycznej dla letniego dnia w Europie. Te dwie części widma słonecznego odpowiadają za około 97% promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi. Mamy więc do czynienia z bardzo ważnym czynnikiem środowiskowym, co pozwala nam traktować reakcje organizmów ludzkich i zwierzęcych na światło jako reakcję adaptacyjną na ekspozycję na światło, która została rozwinięta w długim okresie ewolucji.
Przez ostatnie kilka lat badaliśmy wpływ światła BIOPTRON na właściwości krwi, które są ważne dla procesów regeneracyjnych i metabolicznych. Ponieważ szybkość krążenia krwi zależy of czerwonych krwinek, zbadaliśmy ich właściwości reologiczne. Wykazano, że w ciągu 0,5-24 godzin po jednorazowym napromieniowaniu ochotników z nieprawidłowościami, liczba czerwonych krwinek wzrosła, podczas gdy ich lepkość spadła. Jednocześnie funkcja transportowa (w szczególności transport tlenu) uległa poprawie, co spowodowało wzrost ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi.
Równolegle zaobserwowano dezagregację płytek krwi i wzrost aktywności przeciwzakrzepowej składników osocza, co wydaje się powodować przeciwzakrzepowe działanie światła BIOPTRON: naświetlanie tętnic udowych szczurów całkowicie zablokowało rozwój w tych naczyniach eksperymentalnie wywołanej nieodwracalnej zakrzepicy.
Ważną rolę w funkcji troficznej krwi odgrywa szybkość jej krążenia w mikronaczyniach. Zgodnie z naszymi obserwacjami, już po 2 minutach od napromieniowania niewielkiego obszaru ciała u ochotników i pacjentów z cukrzycą typu II wzrosła szybkość mikrokrążenia zarówno lokalnie, jak i w odległych tkankach (tj. na poziomie ogólnoustrojowym). Optymalny wzrost szybkości mikrokrążenia zaobserwowano po 30 minutach (do 47%).
W naszym badaniu uzyskano dowody na to, że w obu przypadkach wzrost szybkości mikrokrążenia wynikał z aktywacji syntezy tlenku azotu (NO) - najważniejszego czynnika rozszerzającego naczynia krwionośne, który jest wydzielany przez komórki śródbłonka naczyniowego i płytki krwi.h.
Oprócz poprawy mikrokrążenia i wzmocnienia funkcji transportowej krwi, odnotowano korektę niektórych wskaźników procesów metabolicznych: po ekspozycji na światło BIOPTRON we krwi ochotników spadł poziom glukozy i lipidów aterogennych (trójglicerydów, cholesterolu, β-lipoprotein), podczas gdy zawartość lipidów przeciwmiażdżycowych (α-lipoprotein) wzrosła.
Efekty terapii światłem BIOPTRON w zakresie gojenia ran są niewątpliwie związane z poprawą mikrokrążenia krwi, wzmocnieniem funkcji troficznej krwi, ale także ze wzrostem stężenia czynników wzrostu i niektórych cytokin w surowicy krwi.
Wykazaliśmy również, że dodanie do pożywek hodowlanych 2,5% surowicy wyizolowanej z krwi ochotników lub pacjentów z rakiem piersi w stadium I-II po 7-10 codziennych pooperacyjnych ekspozycjach na światło BIOPTRON znacząco stymulowało proliferację keratynocytów, śródbłonków i fibroblastów - podstawowych uczestników procesu gojenia ran, ale hamowało proliferację kilku linii ludzkich komórek nowotworowych.
W eksperymentach na zwierzętach laboratoryjnych wykazano, że ekspozycja na światło BIOPTRON spowalnia wzrost nowotworów złośliwych (guzów wątroby u myszy) zarówno po leczeniu światłem myszy z guzami, jak i po bezpośredniej ekspozycji na światło samych komórek nowotworowych i ich późniejszym wszczepieniu identycznym genetycznie myszom.
Mechanizm działania przeciwnowotworowego światła BIOPTRON nie był związany z cytotoksycznym lub cytostatycznym działaniem światła na komórki, ale był konsekwencją zmian strukturalnych na powierzchni komórek nowotworowych, które zwiększały ich rozpoznawanie przez komórki „naturalnych zabójców” - głównych sprawców wrodzonej odporności przeciwnowotworowej.
W konsekwencji aktywność cytolityczna komórek „naturalnych zabójców” wzrosła, powodując śmierć napromieniowanych światłem komórek nowotworowych. Mechanizm działania przeciwnowotworowego światła BIOPTRON w przypadku fotonapromieniowania myszy z guzami wymaga zbadania w przyszłości. Jednakże, naszym zdaniem bezpieczeństwo onkologiczne terapii światłem BIOPTRON zostało już udowodnione.
Wszystkie powyższe dane zostały opublikowane w głównych międzynarodowych czasopismach poświęconych fotomedycynie i fotobiologii (Photomedicine and Laser Surgery, Photochemical and Photobiological Sciences, Photochemistry and Photobiology, Laser Therapy, Photodiagnosis and Photodynamic therapy, Lasers in Medical Sciences itp.)
KRÓTKA INFORMACJA:
Przez 18 lat intensywnych badań nad działaniem światła BIOPTRON u ludzi udało nam się wyjaśnić mechanizmy głównych działań ogólnoustrojowych - przeciwzapalnych, immunomodulujących, gojenia ran, przeciwnowotworowych i normalizacji procesów metabolicznych. Efekty te powstają w wyniku przezskórnej fotomodyfikacji krwi w naczyniach krwionośnych górnej warstwy skóry. Warto zauważyć, że napromieniowanie niewielkiego obszaru powierzchni ciała prowadzi do zmian w całej objętości krążącej krwi. Jest to niewątpliwie związane z unikalnymi właściwościami fizycznymi światła BIOPTRON: jego polichromatyczne komponenty widzialne i podczerwone symulują parametry widma i gęstości mocy dwóch dominujących rodzajów ziemskiego promieniowania słonecznego - głównego czynnika środowiskowego. W trakcie ewolucji mogły one wspierać rozwój korzystnych mechanizmów wykorzystania światła u organizmów żywych .
Bibliografia, (prof. Samoilova i in.)
- Samoilova K.A., Obolenskaya K.D, Vologdina A.V., Snopov S.A., Shevchenko E.V. Jedno naświetlenie skóry spolaryzowanym światłem widzialnym wywołuje gwałtowne modyfikacje w całej krwi krążącej. 1. Poprawa parametrów reologicznych i immunologicznych. Proc. SPIE,1998, tom 3569, ss. 90-103.
- Samoilova K.A., Zubanova O.I., Snopov S.A., Mukhuradze N.A., Mikhelson V.M. Jedno naświetlenie skóry spolaryzowanym światłem widzialnym wywołuje gwałtowne modyfikacje w całej krwi krążącej. 2. Występowanie rozpuszczalnych czynników przywracających proliferację i właściwą strukturę chromosomów w limfocytach uszkodzonych przez promieniowanie X. – Proc. SPIE, 1998, 3569: 26-33.
- Zhevago N.A., Samoilova K.A., Glazanova T.V., Pavlova I.E., Bubnova L.N., Rosanova O.E., Obolenskaya K.D. Ekspozycja powierzchni ciała ludzkiego na polichromatyczne (widzialne + podczerwone) światło spolaryzowane moduluje fenotyp membrany komórek jednojądrzastych krwi obwodowej. Laser Technology, 2002, tom 12(1), ss. 7-24.
- Obolenskaya K.D., Samoilova K.A. Analiza porównawcza wpływu światła spolaryzowanego i niespolaryzowanego na ludzką krew in vivo i in vitro. I. Fagocytoza monocytów i granulocytów. Laser Technology, 2002, tom 12(2-3), ss. 7-13.
- Zhevago N.A., Samoilova K.A., Obolenskaya K.D. Regulacyjny wpływ światła polichromatycznego (widzialnego i podczerwonego) na odporność humoralną człowieka. Photochemical and Photobiological Sciences, 2004, tom 3, nr 1, ss.102-108.
- Samoilova K.A., Bogacheva O.N., Obolenskaya K.D., Blinova M.I., Kalmykova N. V., Kuzminikh E.V. 2004. Poprawa aktywności promującej wytwarzanie krwi po ekspozycji ochotników na widzialne i podczerwone światło spolaryzowane. I. Stymulacja proliferacji keratynocytów ludzkich in vitro. Photochemical and Photobiological Sciences, 2004, tom 3, nr 1, ss. 96-101.
- Bogacheva ON, Samoĭlova KA, Zhevago NA, Obolenskaia KD, Blinova MI, Kalmykova NV, Kuz'minykh EV. Poprawa wzrostu fibroblastów promujących aktywność krwi ludzkiej po jej naświetlaniu widzialnym i podczerwonym światłem spolaryzowanym in vivo (przezskórnie) i in vitro. –Tsitologiia. – 2004. – tom 46(2). – 159-171.
- Zhevago N.A., Samoilova K.A. Zawartość cytokin prozapalnych i przeciwzapalnych w ludzkiej krwi obwodowej po przezskórnym i bezpośrednim (in vitro) naświetlaniu polichromatycznym światłem widzialnym i podczerwonym. Photomedicine and Laser Surgery, 2006, tom 24(2), ss.129-139.
- Zhevago N.A., Samoilova K.A., Calderhead R.G. Światło polichromatyczne podobne do ziemskiego widma promieniowania słonecznego bez składnika UV stymuluje syntezę DNA w limfocytach ludzkiej krwi obwodowej in vivo i in vitro. Photochemistry Photobiology, 2006, tom 82(5), ss. 1301-1308.
- Knyazev N.A., Samoilova K.A., Filatova N.A., Galaktionova A.A. Wpływ światła polichromatycznego na proliferację komórek nowotworowych w warunkach in vitro i in vivo – po wszczepieniu zwierzętom doświadczalnym. – Proc. SPIE, 2009, tom 1142, ss. 79-86.
- Zhevago NA, Samoilova KA, Davydova NI, Bychkova NV, Glazanova TV, Chubukina ZhV, Buiniakova AI, Zimin AA.Skuteczność promieniowania polichromatycznego widzialnego i podczerwonego stosowanego w pooperacyjnej rehabilitacji immunologicznej u pacjentów chorych na raka piersi. Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult. – 2012. – tom 4. – s.23-32.
- Filatova N.A., Knyazev N.A., Kosheverova V.V, Shatrova A.N., Samoilova K.A. Wpływ promieniowania polichromatycznego światła widzialnego i podczerwonego na rakotwórczość mysich komórek raka wątrobowokomórkowego 22A i ich wrażliwość na lizę wywołaną przez naturalnych zabójców. – 2013. – tom 7(6). – s. 573-577.
- Knyazev NA, Filatova NA, Samoilova KA. Proliferacja i rakotwórczość mysich komórek raka wątrobowokomórkowego naświetlonych światłem polichromatycznym widzialnym i podczerwonym. Cell and Tissue Biology. – 2013. – tom 7(1). – s.79-85.
- Samoilova KA, Zimin AA, Buinyakova AI, Makela AM, Zhevago NA. Regulacyjny wpływ systemowy pooperacyjnego naświetlania światłem polichromatycznym (480-3400 nm) na proliferację komórek nowotworowych i komórek prawidłowych in vitro u pacjentów chorych na raka piersi. – Photomedicine and Laser Surgery. –2015. – tom 33(11). – s.555-563.
- Knyazev NA, Samoilova KA, Abrahamse H, Filatova NA. Zmniejszanie rakotwórczości i zmian w cytoszkielecie aktynowym mysiego raka wątrobowokomórkowego po naświetlaniu światłem polichromatycznym widzialnym i podczerwonym. – Photomedicine and Laser Surgery. – 2015. – tom 33(4). – s.185-192.
