Spektroskopické studium verteporfinu v liposomech

• Název práce v češtině: Spektroskopické studium verteporfinu v liposomech
• Název v anglickém jazyce: Spectroscopic study of verteporphin in liposomes
• Klíčová slova: verteporfin|singletní kyslík|fotodynamická terapie|fotosensibilizace|fosforescence
• Klíčová slova anglicky: verteporfin|singlet oxygen|photodynamic therapy|photosensitization|phosphorescence
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 25.10.2022
• Datum zadání: 25.10.2022
• Datum potvrzení stud. oddělením: 07.11.2022
• Datum a čas obhajoby: 08.06.2023 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 23.04.2023
• Datum odevzdání tištěné podoby: 20.05.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 08.06.2023
• Oponenti: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.

Zásady pro vypracování

1. Student se seznání s reaktivními formami kyslíku, fotosensibilizací a fotodynamickou terapií.
2. Student provede rešerši publikovaných výsledků týkajících se fotosensibilizace singletního kyslíku verteporfinem.
3. Student zvládne techniku přípravy liposomů s a bez verteporfinu.
4. Student změří chování tripletních stavů verteporfinu v liposomech a jimi generovaného singletního kyslíku pomocí unikátní metody časově a spektrálně rozlišené luminiscence.
5. Student bude zkoumat vliv změn okolí liposomů na tripletní stavy verteporfinu a jimi generovaný singletní kyslík.

Seznam odborné literatury

[1] GILBERT, D. L. - COLTON, C. A. (Ed.). Reactive Oxygen Species in Biological Systems: An Interdisciplinary Approach. New York : Kluwer Academic Publishers, 2002.
[2] LAKOWICZ, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. Berlin : Springer, third edition, 2006. ISBN 978-0387-31278-1.
[3] ŠULCOVÁ, K. Fotosenzitizéry ve fotodynamické terapii nádorů, bakalářská práce, Farmaceutická fakulta Univerzity Karlovy, Hradec Králové, 2016.
[4] CASTANO, A. P. - DEMIDOVA, T. N. - HAMBLIN, M. R. Mechanisms in photodynamic therapy: part one - photosensitizers, photochemistry and cellular localization, Photodiagnosis and Photodynamic Therapy 2004, vol. 1, pp. 279-293.
[5] CASTANO, A. P. - DEMIDOVA, T. N. - HAMBLIN, M. R. Mechanisms in photodynamic therapy: part three - Photosensitizer pharmacokinetics, biodistribution, tumor localization and modes of tumor destruction, Photodiagnosis and Photodynamic Therapy 2005, vol. 2, pp. 91-106.
[6] SCMIDT-ERFURTH, U. - HASAN, T. Mechanisms of Action of Photodynamic Therapy with Verteporfin for the Treatment of Age-Related Macular Degeneration, Survey of Ophtalmology 2000, vol. 45, pp. 195-214.
[7] MOLNÁR, A. Spectroscopic Study of Singlet Oxygen in Biological Systems. Doktorská disertační práce, MFF-UK, Praha, 2008.

Předběžná náplň práce

Verteporfin je derivátem porfyrinu. Jako léčivo Visudyne je registrován pro fotodynamickou terapii makulární degenerace. Během bakalářské práce Bc. Veroniky Laubrové "Fotogenerace singletního kyslíku verteporfinem" byly zkoumány kinetiky luminiscence singletního kyslíku generovaného v roztocích verteporfinu v DMF o různých koncentracích. Byly pozorovány nemonotónní závislosti dob života tripletních stavů verteporfinu i singletního kyslíku na koncentraci verteporfinu, které byly interpretovány působením bimolekulárních procesů při srážkách molekuk verteporfinu i singletního kyslíku. Vzhledem k lipofilnosti verteporfinu se tento pro aplikaci do krevního řečiště pacienta umisťuje do liposomů, což jsou váčky tvořené lipidy, mezi jejichž nepolárními konci se verteporfin rozpouští. Hydrofobní hlavičky lipidů naopak umožňují rozpustnost liposomů v krvi. Cílem práce bude zkoumat především metodou časově a spektrálně rozlišené luminiscence v blízké infračervené oblasti, jak ovlivňuje začlenění molekul verteporfinu do liposomů jeho interakci s okolím a jeho schopnost fotosensibilizovat singletní kyslík.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Verteporfin is a porphyrin derivative. Under the name Visudyne, it is registered as a drug for photodynamic therapy of macular degeneration. During the Bc. Veronika Laubrová's bachelor thesis "Photogeneration of singlet oxygen by verteporfin", the kinetics of luminescence of singlet oxygen generated in solutions of verteporfin was investigated in DMF at various concentrations. Non-monotonic dependences of the lifetimes of triplet states of verteporfin and singlet oxygen on verteporfin concentration were observed, which were interpreted by bimolecular processes during collisions of verteporfin and singlet oxygen molecules. Due to the lipophilicity of verteporfin, it is placed in liposomes. The liposomes are lipid vesicles. Verteporfin dissolves between the lipophilic tails of lipid molecules. Hydrophobic lipid heads, on the other hand, allow the solubility of liposomes in the blood for administration to the patient's bloodstream. The aim of this work will be to use the method of time and spectral-resolved near-infrared luminescence to investigate, how the incorporation of verteporfin molecules into liposomes affects its interaction with the environment and its ability to photosensitize singlet oxygen.