132-hydroxy bacteriopheophorbide a methylester specific uptake ratio in mice bearing lewis lung carcinoma

Abstract

The ratio of the accumulated photosensitizer concentration to its injected dose is named the specific uptake ratio (SUR). Investigations on a photosensitizer's biodistribution using the parameter SUR offer a better understanding of the pharmacokinetic behaviours of different photosensitizers and render the comparison of different photosensitizers possible by overcoming the problem of using different sensitizer doses in different studies. The SUR of 13²-OH-BPME was recorded in mice bearing Lewis lung carcinoma after i.v administration of 7.8 αmole/kg body weight at different incubation time intervals. The photosensitizer was chemically extracted from selected tissues and concentrations were measured by absorption spectroscopy. The parenchymatous organs liver, spleen, and kidney as well as the lung showed maximum 13²-OH-BPME uptake ratios of 1.5 up 5.4 between 2 h and 4 h incubation times. The malignant tissue showed high 13²-OHBPME SUR between 2 h and 12 h post injection with a maximum SUR of 1.2 at 8 h incubation time. The 13²-OH-BPME SUR in muscle tissue, which represented the normal tumour surrounding tissue, and in the skin were very low and never exceeded 0.09 and 0.3 in muscle and skin, respectively. These results suggest that PDT using 13²-OH-BPME could be effective at a photosensitizer incubation time of about 8 h post injection, when the tumour 13²-OH-BPME SUR is maximum value, while muscle and skin exhibit minimum 13²-OH-BPME uptake. Therefore, phototoxic side effects on normal tissues in the tumour surrondings should not be induced.

Die in einem Gewebe akkumulierte Konzentration eines Photosensibilisators im Verhältnis zur verabreichten Gesamtdosis wird als Spezifische Aufnahmerate (specific uptake ratio, SUR) bezeichnet. Untersuchungen zur Sensibilisator-Bioverteilung unter Verwendung des Parameters SUR ermöglichen einen objektiven Vergleich der Pharmakokinetiken verschiedener Sensibilisatoren, indem das Problem der unterschiedlichen Dosen, die in den unterschiedlichen Studien beschrieben wurden, somit umgangen wird. Die SUR-Kinetik des 13²-Hydroxy-Bacteriopheophorbid a-Methylesters (13²-OH-BPME) wurde hier am Tumormodell des Lewis lung-Karzinoms in der Maus nach intravenöser Injektion von 7.8 αmol/kg Körpergewicht iffier einen Inkubationszeitraum von 168 h untersucht. Dafür wurde 13²-OH-BPME aus ausgewählten Organen bzw. Geweben chernisch extrahierty, und die Farbstoffkonzentrationen absorptionsspektroskopisch bestimmt. In den parenchymatösen Organen Leber, Milz und Niere sowie in der Lunge wurden maximale SUR-Werte von 1,5 bis 5,4 zwischen 2 h und 4 h nach Injektion detektiert. Das Tumorgewebe zeigte hohe 13²-OH-BPME-SUR während einer Inkubationsdauer von 2 h bis 12 h mit einer maximalen SUR von 1.2 nach 8 h Inkubation. In Muskelgewebe, das bier das Normalgewebe der Tumorumgebung darstellte, and in der Haut werden sehr geringe SUR-Werte bestimmt, die zu keinem der untersuchten Inkubationsintervalle 0.09 (Muskel) bzw. 0.3 (Haut) überschritten. Aufgrund dieser Daten sollte eine effektive PDT unter Verwendung von 13²-OH-BPME ca. 8 h post injectionem durchgeführt werden können, da nach diesem Intervall die SUR im Tumor einen Maximalwert erreicht, während die Aufnahmerate in Haut und Muskelgewebe minimal ist. Somit sollten keine phototoxischen Schädigungen der Normalgewebe in der Tumorumgebung erwartet werden können.