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Oxymétrie in situ en thérapie photodynamique pour dosimétrie


 

Traitement du cancer de la peau

Photosensibilisateurs

Embryon de poussion (membrane chorioallantoïque)

Cellules tumorales de prostate de rat


 
 

Contexte

Lorsqu’on utilise la thérapie photodynamique (PDT) pour traiter le cancer, un médicament photosensible est injecté dans le corps et activé par la lumière pour provoquer la cytotoxicité via les réactions des composants de l’oxygène. Bien que la thérapie photodynamique soit très prometteuse pour un traitement ciblé du cancer, plusieurs tentatives d’utilisation clinique de cette technique ont été entravées par les problèmes complexes de dosimétrie, occasionnés, entre autres, par une méconnaissance des doses standards requises, et par la faiblesse des techniques actuelles à suivre le traitement in vivo. Une meilleure compréhension de la dosimétrie permettrait aux spécialistes d’optimiser les traitements en fonction de chaque patient. Cependant, la mesure de la concentration d’oxygène durant la thérapie photodynamique a, jusqu’à présent, été difficile à réaliser en raison des variations d’oxygène, en temps réel, en cours de traitement.

Solution

En utilisant une combinaison unique de modalités magnétiques et optiques, l’INO a développé et breveté une plateforme technologique qui permet le suivi en temps réel des espèces photoactives produites en thérapie photodynamique (comme par exemple, différentes variétés moléculaires d’oxygène réactif). Les changements dans l’émission fluorescente du composé PDT, induits par champ magnétique, sont détectés et évalués selon trois paramètres optiques : l’intensité du signal (niveau de fluorescence), son évolution temporelle (temps de vie de fluorescence) et sa signature spectrale. Les résultats obtenus sont corrélés avec les valeurs de l’oxygène et de l’hypoxie relevant des réactions dynamiques durant le traitement. Cette plateforme de monitorage peut donc potentiellement permettre aux médecins d’adapter le traitement selon la réceptivité du patient, et cela, presque en temps réel.

 

De plus…

Les effets du champ magnétique sur les propriétés optiques des composés photosensibles de la thérapie photodynamique, qui combinent à la fois les fonctionnalités thérapeutique d’un médicament et diagnostique d’une molécule-sonde, ont été démontrés avec les agents PDT développés par le client pour extraire et suivre d’une façon dynamique l’oxygénation et/ou d’autres formes d’oxygène moléculaire réactif.


Informations complémentaires

Photodynamic Therapy

Publications

Noiseux, I., Mermut, O., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Desroches, P., Fortin, M., Gallant, P., Leclair, S., Vernon, M., Diamond K. R., Patterson,M.S. “Effect of liposomal confinement on photochemical properties of photosensitizers with varying hydrophilicity” J. Biomed. Opt., 13(4), 041313, 2008.

Mermut, O., Noiseux, I., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Desroches, P., Fortin, M., Gallant, P., Leclair, S., Vernon, M., Diamond K. R., Patterson MS. “Effect of liposomal confinement on photo-thermal and photo-oximetric fluorescence lifetimes of photosensitizers with varying hydrophilicity” J. Biomed. Opt., 13(4), 041314, 2008.

Mermut O, Diamond KR, Cormier JF, Gallant P, Hô N, Leclair S, Marois JS, Noiseux I, Morin JF, Patterson MS, Vernon ML. “The Use of Magnetic Field Effects on Photosensitizer Luminescence as a Novel Probe for Optical Monitoring of Oxygen in Photodynamic Therapy” Phys. Med. Biol., accepted 2008.

Mermut O, Noiseux I, Bouchard JP, Cormier JF, Desroches P, Fortin M, Gallant P, Leclair S, Vernon M, Diamond KR, Patterson MS. “Effect of liposomal confinement on photo-thermal and photo-oximetric fluorescence lifetimes of photosensitizers with varying hydrophilicity” Virtual Journal of Biological Physics Research 16(2) 2008.

Mermut, O., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Desroches, P., Fortin, M., Gallant, P., Leclair, S., Noiseux, I., Vernon, M., Diamond K.R., Patterson, M.S. "Use of Magnetic Fields to Probe and Alter Photodynamic Processes in Photosensitizers," in Biomedical Optics, Optical Society of America (OSA) Technical Digest, paper BWB4, 2008

Mermut, O., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Desroches, P., Diamond K. R., Fortin, M., Gallant, P., Leclair, S.; Marois J.S., Noiseux, I., Morin J.-F, Patterson M.S., Vernon, M., “Time-resolved luminescence measurements of the magnetic field effect on paramagnetic photosensitizers in photodynamic reactions”, in New Sensitizers, Proc. of SPIE, vol. 6845 - Optical Methods for Tumor Treatment and Detection: Mechanisms and Techniques in Photodynamic, paper 68450T, 2008.

Mermut, O., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Diamond K. R., Noiseux, I., Vernon, M.L and Patterson M.S. "Frequency domain, time-resolved and spectroscopic investigations of photosensitizers encapsulated in liposomal phantoms," in Therapeutic Laser Applications and Laser-Tissue Interactions III, Proc. of SPIE Volume 6632 - Progress In Biomedical Optics And Imaging, (OSA) paper 663218, 2007.

Mermut, O., Bouchard, J.-P., Cormier, J.-F., Diamond, K.R., Gallant, P., Noiseux, I., Vernon, M., Patterson M.S. “Frequency domain, time-resolved and spectroscopic investigations of photosensitizing drugs encapsulated in liposomal phantoms” in Biophotonics 2007, Vol. 3, 21, 2007.

Conférences

Mermut, O. “The effect of magnetic fields on photodynamic processes in cancer phototherapy” Gordon Research Conference - Lasers in Medicine and Biology, Holderness, NH, USA, July 20-25 2008.

Mermut, O. “Biophotonics Research and Innovation” Canadian Organization of Medical Physicists Annual Meeting, Quebec City, Canada, June 25-28 2008.

Mermut, O.“Time-resolved luminescence measurements of the magnetic field effect on paramagnetic photosensitizers in photodynamic reactions”, Engineering Conferences International: Biochemical Engineering XV. Controlled liposomal systems for photodynamic therapy and pharmaceutical applications, Quebec City, Canada, July 15-19 2007

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