Belysning af reaktionsmekanismen ved PUVA-lysterapi til hudsygdomme

Udtrykket "PUVA" står for 'psoralen' og 'UV-A-stråling.' Psoralener er naturlige plantebaserede forbindelser, der kan udvindes fra skærmplanter såsom kæmpebjørneklo. Planteekstrakter indeholdende psoralener blev allerede brugt i det gamle Egypten til behandling af hudsygdomme. Moderne medicinsk brug begyndte i 1950'erne. Fra da af, de blev anvendt til lysafhængig behandling af hudsygdomme som psoriasis og vitiligo. Fra 1970'erne og frem PUVA-terapi blev brugt til at behandle en type hudkræft kendt som kutant T-celle lymfom.

Psoralener indsætter mellem de afgørende byggesten (baser) af DNA, det arvelige molekyle. Når de udsættes for UV-stråling, de binder sig til thymin – en specifik DNA-base – og forårsager dermed irreversibel skade på det arvelige molekyle. Dette udløser igen programmeret celledød, i sidste ende ødelægger den syge celle.

Forskere, der arbejder med Prof. Dr. Peter Gilch fra HHU's Institut for Fysisk Kemi, har nu samarbejdet med Prof. Dr. Wolfgang Zinths arbejdsgruppe fra LMU München for at analysere den præcise mekanisme for denne bindingsreaktion. De brugte tidsopløst laserspektroskopi til dette formål.

De fandt ud af, at - efter at psoralenmolekylet har absorberet UV-lys - foregår reaktionen i to trin. Først, en enkelt binding mellem psoralenmolekylet og thymin dannes. En anden bindingsdannelse giver derefter en fireleddet ring (cyclobutan), der permanent forbinder de to dele (se figur). Forskerne i Düsseldorf og München var også i stand til at demonstrere, at den første fase finder sted inden for et mikrosekund, mens den anden har brug for omkring 50 mikrosekunder. De sammenlignede denne proces med beskadigelsen af ​​det 'nøgne' DNA ved UV-lys. Den proces resulterer også ofte i cyclobutanringe, men processen foregår betydeligt hurtigere, end når psoralener er til stede.

Prof. Gilch forklarer baggrunden for forskningen:"Hvis vi kan forstå, hvordan reaktionerne foregår i detaljer, vi kan ændre psoralenerne kemisk på en målrettet måde for at gøre PUVA-terapien endnu mere effektiv." Sammen med sin kollega i organisk kemi, Prof. Dr. Thomas Müller, han ønsker at udvikle disse højtydende psoralenmolekyler på HHU inden for rammerne af et DFG-projekt.