Механизмы действия ФДТ принципиально отличаются от таковых при использовании традиционных методов противоопухолевой терапии.
Прямое цитотоксическое действие на клетки опухоли и сосуды сопровождается определенным иммунологическим ответом, который выражается в экспрессии белков теплового шока, инфильтрации опухоли лейкоцитами и макрофагами и презентации антигенов опухоли Т-лимфоцитам.
На сегодняшний день известно о существовании трех механизмов деструкции опухоли в процессе ФДТ:
- Свободные радикалы и продукты окисления оказывают прямое цитотоксическое действие на опухолевые клетки.
- Происходит нарушение кровообращения в сосудах опухоли с развитием ее ишемии.
- Запускаются иммунные реакции, направленные на разрушение клеток опухоли.
Попадая в кровоток после внутривенного введения, фотосенсибилизатор, в зависимости от его свойств, может связываться с липопротеинами плазмы и в составе комплексов транспортироваться к опухолевым клеткам. Локализация и распределение сенсибилизатора в биотканях зависит от многих факторов, среди которых гидрофобность красителя, рН межклеточной жидкости, лимфатический дренаж и связывание с липопротеинами. На локализацию в самих опухолевых клетках оказывают влияние агрегационное состояние сенсибилизатора, его молекулярный заряд и мембранный потенциал опухолевых клеток.
Вторая составляющая ФДТ – световое облучение. Молекула сенсибилизатора переходит в возбужденное состояние. Далее, при наличии кислорода происходит цепь реакций с образованием свободных радикалов и синглетного кислорода.
Последний окисляет ненасыщенные липиды в составе плазматических мембран, аминокислоты в составе белков и другие молекулы что приводит к дальнейшему нарушению проницаемости мембраны опухолевых клеток, потере эластичности, кросслинкированию аминолипидов и полипептидов, инактивации мембрано-ассоциированных энзимов и рецепторов
Еще одна составляющая механизма деструкции новообразования – нарушение кровоснабжения опухолевой ткани. Васкулярный эффект был описан для ряда сенсибилизаторов, таких, как гематопорфирины, пурпуринов, фталоцианатов, Npe6.
Развитие иммунной реакции в ответ на фотодинамическую терапию был описан в результатах исследований на клеточных культурах опухолевых клеток, где было обнаружено, что ФДТ вызывает их гибель, как путем апоптоза, так и путем некроза.
Активированные ФДТ CD4+ и CD8+ Т-лимфоциты мигрируют из лимфатических узлов к опухоли. Клетки CD8+ непосредственно уничтожают опухолевые клетки, CD4+ действуют опосредованно через другие клетки иммунной системы (NK и макрофаги).