Psoraleenit

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Psoraleenit ovat lineaarisiin furanokumariineihin kuuluva heteroaromaattinen yhdisteryhmä[1][2][3]. Furanokumariineissa kumariinin runkoon on liittyneenä furaanirengas. Furanokumariinit jaetaan rungon muodon perusteella angulaarisiin ja lineaarisiin isomeereihin[4]. Luonnossa esiintyvistä isomeereista lineaariset ovat yleisempiä[5]. Erilaisia psoraleenin johdannaisia tunnetaan ainakin sata, joista noin puolet esiintyy luonnossa, ja loput on valmistettu synteettisesti[6].

Psoraleeneja esiintyy luonnossa Apiaceae, Moraceae, Rutaceae -heimon kasveissa, kuten aitoviikunassa, kaukasianjättiputkessa, tuoksuruutassa, sellerissä sekä lipstikassa[7]. Kasvit tuottavat furanokumariineja mm. hyönteisiltä puolustautuakseen[4]. Kasvien sisältämälle psoraleeneille altistuminen voi aiheuttaa iholle fototoksisen reaktion, fytofotodermatiitin.

Historia

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ihon hoitaminen auringon valolla on historiassa tunnettu useissa kulttuureissa jo varhain. Egyptiläiset hoitivat vitiligoa psoraleenia sisältävän Ammi majus –kasvin ja auringon avulla jo 3500 vuotta sitten.[8]

Ensimmäinen eristetty furanokumariini ja myös psoraleeni oli vuonna 1838 Citrus bergamia:n öljystä saatu 5-metoksipsoraleeni[4]. Lähes seitsemän vuosikymmentä myöhemmin tutkijat alkoivat tutkia yhdisteen vuorovaikutusta valon kanssa. Tämä jatkuva tutkimus johti psoraleenin soveltamiseen erilaisten ihosairauksien valohoitohoidoissa[9]. Ammi majus-kasvista eristettiin ensimmäisen kerran 8-metoksipsoraleenia vuonna 1947[8].

Psoraleeni kiinnittyy DNA:han aiheuttaen ristisidoksia, eli sidoksia jotka sitovat makromolekyylejä yhteen. Ristisidokset ovat tyypillisesti kovalenttisia sidoksia. Psoraleeni aktivoidaan UV-säteilyllä, mikä häiritsee kohteena olevan solun DNA:n replikaatioita ja aiheuttaa solukuoleman. Tämä vaikutusmekanismi teki psoraleenista suositun ja hyödyllisen sellaisten ihosairauksien hoidossa, jotka johtuvat pahalaatuisten solujen hallitsemattomasta kasvusta[10].

Psoraleenin on osoitettu olevan tehokas ihon T-solulymfooman hoidossa, joka on harvinainen ihosyövän tyyppi[11]. Lisäksi psoraleenin potentiaalia syövän hoidossa on tutkittu yhdessä muiden syöpähoitojen kanssa. Esimerkiksi psoraleenin ja gemsitabiinihoidon yhdistämällä voidaan käyttää pienempiä gemsitabiinipitoisuuksia ilman, että antimetastaattinen teho heikkenee[12].

Rakenne ja ominaisuudet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Psoraleenin rakenne

Psoraleenit ovat kolmirenkaisia ja tasomaisia yhdisteitä[6]. Psoraleenin perusrakenne koostuu yhdestätoista hiiliatomista, kuudesta vetyatomista ja kolmesta happiatomista. Psoraleenin litteä tasomainen aromaattinen ja hydrofobinen rakenne mahdollistaa sen interkalaation eli liukumisen DNA-kaksoiskierteen väliin[2][6][13].

Synteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yleisin psoraleenien synteesimenetelmä on furaanirenkaan muodostaminen kumariiniosaan furanokumariinien saamiseksi. Yleensä tässä reaktiossa käytetyt lähtöaineet ovat hydroksikumariini, joka voi käydä läpi kondensaatioreaktion furaanirenkaan kanssa useiden eri synteesireittien kautta. Furokumariini muodostuu, kun bentseenirenkaaseen yhdistetään furaani käyttämällä hydroksikumariinin reaktiota haloketonin kanssa kaliumkarbonaatin ollessa emäksenä[6]. Furaanirengas voi liittyä useaan eri kohtaan kumariinin rakennetta, tästä riippuen muodostuu lineaarinen tai angulaarinen psoraleeni[4][6].

Yleisin psoraleenien synteesimenetelmä on furaanirenkaan muodostaminen kumariiniosaan furanokumariinien saamiseksi

Synteesissä voidaan käyttää myös menetelmää, jossa pyroonirengas muodostetaan bentsofuraaniin. Lisäksi synteesi voidaan toteuttaa sopivasti substitoidusta keskusbentseeniytimestä muodostamalla samanaikaisesti kaksi happea sisältävää rengasta yhdessä vaiheessa, jolloin molemmat heterosykliset renkaat muodostuvat samaan aikaan.[6]

Biosynteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Biosynteesillä tarkoitetaan elävissä soluissa tapahtuvaa orgaanisten yhdisteiden rakentumista[14]. Psoraleeni on peräisin kumariineista shikimate-reitillä. Shikimate-reitti, joka tunnetaan myös nimellä korismaatin biosynteesireitti, muuttaa kaksi metaboliittia, glykolyysireitin fosfoenolipyruvaatin (PEP) ja pentoosifosfaattireitin ei-hapettavan haaran erytroosi-4-fosfaatin (E4-P) korismaatiksi[15].

Käyttö

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Psoraleenit toimivat valolle herkistävinä yhdisteinä[16]. Psoraleeneja onkin aiemmin käytetty aurinkorasvoissa ja ruskettumista lisäävissä tuotteissa aktivoivana yhdisteenä. Tutkimuksien perusteella havaittiin, että tällaiset voiteet kuitenkin lisäsivät melanoomariskiä ja psoraleenien käyttöä aurinkorasvoissa rajoitetiin Euroopassa 90-luvulla.

Psoraleeneja käytetään yleisesti PUVA (psoraleeni + UV-A) fotokemoterapiassa ihosairauksien kuten vitiligon, psoriaasin, atooppisen ihottuman ja T-solulymfooman hoitoon[1]. Hoito on ollut käytössä jo 1950-luvun alusta lähtien[17]. Fotokemoterapia on karsinogeeninen, mutageeninen ja immunosupressiivinen hoito.

5-metoksipsoraleeni (5-MOP)
8-metoksipsoraleeni (8-MOP)

Hoidon tarkoituksena on vaikuttaa ihon epidermaalisolujen jakaantumiseen[18]. Psoraleeni sitoutuu ultraviolettivalon vaikutuksesta kovalenttisesti DNA:n pyrimidiiniemäksiin vähentäen hyperproliferaatiota[12][19]. Hoidossa voidaan käyttää useita eri psoraleeneja: 8-metoksipsoraleenia (8-MOP), 5-metoksipsoraleenia (5-MOP), trimetyylipsoraleenia (TMP) sekä khelliiniä[17]. Psoraleenia voidaan käyttää PUVA-hoidossa kylpynä, tablettina sekä voiteena.

Farmakologia

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Psoraleeneja on tutkittu laajasti esimerkiksi osteoporoosin, kasvainten, tulehduksien hoidossa sekä virusten ja bakteerien aiheuttamien sairauksien hoidossa[20].

Psoraleenien on havaittu säätelevän osteoblastien, osteoklastien ja kondosyyttien erilaistumista tai aktivaatiota useiden mekanisien kautta, kuten BMP, NF-κB-MAPK, IRE1/ASK1/JNK sekä esimerkiksi kanonisen Wnt/β-kateniini -reittien kautta[20]. Näistä viimeisin vaikuttaa myös syöpäsolujen solusykliin ja proliferaatioon, jolloin Wnt/β-kateniini -reittiin vaikuttamalla voidaan hillitä psoraleenin avulla esimerkiksi rintasyöpänsolujen kasvua.

Psoraleenien anti-inflammatorinen vaikutus liittyy sen TNF-α, IL-4/5/6/8/13 ja TGF-β inhiboivaan ja Th2 transkriptiontekijän GATA-3 proteiiniekspressiota inhiboivaan vaikutukseen[20].

Lisäksi psoraleeneja on tutkittu paljon monilääkeresisenssi geeniin liittyen. Kyseinen geeni aiheuttaa vastuskykyä syöpälääkkeitä kohtaan, sillä geenin tuottama proteiini pumppaa syöpälääkkeen ulos solusta[21]. Psoraleenien on havaittu vaikuttavan solukalvon pumppujen toimintaa vähentävästi, mutta aiheesta tarvitaan vielä lisää tutkimusta tarkemman mekanismin osalta[4].

Vaikutukset sytokromeihin

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Greippimehun sisältämä psoraleeni bergamottiini toimii maksan sytokromi CYP3A4-inhibiittorina, jolloin se vaikuttaa oleellisesti saman reseptorin kautta imeytyviin lääkeaineiden kuten esimerkiksi midatsolaamin, simvastatiinin tai siklosporiinin hyötyosuuksiin[22][23][13]. Bergaptol (5-hydroksipsoraleeni) on taas CYP2C9-inhibiittori[24]. Tämän entsyymin inhibitio vaikuttaa esimerkiksi varfariinin tai fenytoiinin hyötyosuuksiin[13].

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ a b Janina Bertling, Kristoffer A. Thom, Sarah Geenen, Hannah Jeuken, Lysander Presser, Thomas J. J. Müller, Peter Gilch: Synthesis and Photophysics of Water‐Soluble Psoralens with Red‐Shifted Absorption. Photochemistry and Photobiology, 2021-11, 97. vsk, nro 6, s. 1534–1547. doi:10.1111/php.13480 ISSN 0031-8655 Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  2. ↑ a b Buhimschi, A.D., Gooden, D.M., Jing, H., Fels, D.R., Hansen, K.S., Beyer, W.F., Dewhirst, M.W., Walder, H., Gasparro, F.P.: Psoralen Derivatives with Enhanced Potency. Photochemistry and photobiology. Photochem Photobiol 96, 1014–1031, 2020.
  3. ↑ G. P. Moss, P. a. S. Smith, D. Tavernier: Glossary of class names of organic compounds and reactivity intermediates based on structure (IUPAC Recommendations 1995). Pure and Applied Chemistry, 1.1.1995, 67. vsk, nro 8-9, s. 1307–1375. doi:10.1351/pac199567081307 ISSN 1365-3075 Artikkelin verkkoversio. (saksa)
  4. ↑ a b c d e Ahmed, S., Khan, H., Aschner, M., Mirzae, H., Küpeli Akkol, E., Capasso, R.: Anticancer potential of furanocoumarins: mechanistic and therapeutic aspects. IJMS 21, 5622, 2020.
  5. ↑ I. V. Nagorichna, I. P. Dubovik, M. M. Garazd, V. P. Khilya: Modified Coumarins. 10. Synthesis of Substituted 2-(7-Oxofuro[3,2-g]chromen-6-yl)acetic Acids. Chemistry of Natural Compounds, 1.5.2003, 39. vsk, nro 3, s. 253–261. doi:10.1023/A:1025466317733 ISSN 1573-8388 Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  6. ↑ a b c d e f Jamalis, J. Yusof, F. Chander, S. Wahab, R. Bhagwat, D. Sankaranarayanan, M. Almalki, F. Ben Hadda, T.: Psoralen Derivatives: Recent Advances of Synthetic Strategy and Pharmacological Properties. Antiinflamm Antiallergy Agents Med Chem, 2020.
  7. ↑ Hannuksela, M.: Lääkärikirja Duodecim No. 2. Kustannus Oy Duodecim, 2011.
  8. ↑ a b Hönigsmann, H.: History of phototherapy in dermatology. Photochemical & photobiological sciences 12, 2012.
  9. ↑ Beier R, Oertli EH.: Psoralen and other linear furocoumarins in celery. Phytochemistry 22(11), 1983.
  10. ↑ Qi Wu, Laura A Christensen, Randy J Legerski, Karen M Vasquez: Mismatch repair participates in error‐free processing of DNA interstrand crosslinks in human cells. EMBO reports, 2005-06, 6. vsk, nro 6, s. 551–557. PubMed:15891767 doi:10.1038/sj.embor.7400418 ISSN 1469-221X Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  11. ↑ Yali Ren, Xiaominting Song, Lu Tan, Chuanjie Guo, Miao Wang, Hui Liu, Zhixing Cao, Yuzhi Li, Cheng Peng: A Review of the Pharmacological Properties of Psoralen. Frontiers in Pharmacology, 4.9.2020, 11. vsk, s. 571535. PubMed:33013413 doi:10.3389/fphar.2020.571535 ISSN 1663-9812 Artikkelin verkkoversio.
  12. ↑ a b Eun Kyoung Choi, Hae Dong Kim, Eun Jung Park, Seuk Young Song, Tien Thuy Phan, Miyoung Nam, Minjung Kim, Dong-Uk Kim, Kwang-Lae Hoe: 8-Methoxypsoralen Induces Apoptosis by Upregulating p53 and Inhibits Metastasis by Downregulating MMP-2 and MMP-9 in Human Gastric Cancer Cells. Biomolecules & Therapeutics, 1.3.2023, 31. vsk, nro 2, s. 219–226. PubMed:36782271 doi:10.4062/biomolther.2023.004 ISSN 1976-9148 Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  13. ↑ a b c Pelkonen R., Ruskoaho H., Hakkola J., Huupponen R., MacDonald E., Moilanen E., Pasanen M., Scheinin M., Vähäkangas K.: Lääketieteellinen farmakologia ja toksikologia. Duodecim, 2014.
  14. ↑ Sanakirjat www.terveysportti.fi. Viitattu 4.5.2023.
  15. ↑ Vered Tzin, Gad Galili: The Biosynthetic Pathways for Shikimate and Aromatic Amino Acids in Arabidopsis thaliana. The Arabidopsis Book, 2010-01, 8. vsk, s. e0132. PubMed:22303258 doi:10.1199/tab.0132 ISSN 1543-8120 Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  16. ↑ P. Autier, J.-F. Doré, J.-P. Césarini, P. Boyle: Should subjects who used psoralen suntan activators be screened for melanoma? Annals of Oncology, 1997-05, 8. vsk, nro 5, s. 435–437. doi:10.1023/a:1008205513771 ISSN 0923-7534 Artikkelin verkkoversio.
  17. ↑ a b Ling, T. C., Clayton, T. H., Crawley, J., Exton, L. S., Goulden, V., Ibbotson, S., McKenna, K., Mohd Mustapa, M. F., Rhodes, L. E., Sarkany, R., & Dawe, R. S.: British Association of Dermatologists and British Photodermatology Group guidelines for the safe and effective use of psoralen-ultraviolet A therapy 2015. British Journal of Dermatology, 2016.
  18. ↑ A systematic review of treatments for severe psoriasis. Health Technology Assessment, 8.3.2001, 4. vsk, nro 40. doi:10.3310/hta4400 ISSN 2046-4924 Artikkelin verkkoversio. (englanti)
  19. ↑ Lambert, W.: PSORIASIS: EPIDEMIOLOGY, DIAGNOSIS AND MANAGEMENT STRATEGIES. In Psoriasis: Epidemiology, Diagnosis and Management Strategies, 2016. Nova Science Publishers, Incorporated.
  20. ↑ a b c Yali Ren, Xiaominting Song, Lu Tan, Chuanjie Guo, Miao Wang, Hui Liu, Zhixing Cao, Yuzhi Li, Cheng Peng: A Review of the Pharmacological Properties of Psoralen. Frontiers in Pharmacology, 4.9.2020, 11. vsk, s. 571535. PubMed:33013413 doi:10.3389/fphar.2020.571535 ISSN 1663-9812 Artikkelin verkkoversio.
  21. ↑ Lääketieteen termit: Duodecimin sanakirjat. Kustannus Oy Duodecim, 2022.
  22. ↑ Dansette, P.M., Werck, D.: Cytochromes P450: Drug Metabolism, Bioactivation and Biodiversity 2.0. MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021.
  23. ↑ Lapatto-Reiniluoto, O.: Hedelmämehujen ja vihreän teen vaikutukset lääkehoitoon. Sic! Lääkealan turvallisuus- ja kehittämiskeskus Fimea, 2016.
  24. ↑ Jiang, T., Cheng, T., Li, J., Zhou, M., Tan, R., Yang, X., Wang, Y., Li, W., Zheng, J., Bergaptol: A mechanism-based inactivator of CYP2C9. Med Chem Res 29, 1230–1237., 2020.
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Psoraleenit&oldid=22165122”