Photodynamic therapy with aminolevulinic acid or its methyl ester: Which one is superior?

Aminolevulinic acid (ALA), as precursor of the potent photosensitizer protoporphyrin IX (PpIX) in the heme biocycle, generates PpIX in excess, if it is given externally to cells. During photodynamic therapy with ALA (ALA-PDT) the accumulated PpIX – irradiated with red light of a wavelength of 635 nm in the presence of oxygen – produces reactive oxygen species which destroy the target tissue. The most common side effect of ALA-PDT is pain, burning or stinging discomfort at the site of treatment.Due to the relatively low bioavailability of the ALA molecule, ester derivatives have been designed with aliphatic side chains of different length. As soon as ALA esters are taken up by the cell, they are hydrolyzed to the active form by enzymes and processed in the same way as ALA. ALA or methyl aminolevulinate (MAL or ALA-methyl ester) can be used for a variety of diseases not only for photodynamic treatment, but also very effectively for fluorescence diagnosis. Several advantages of MAL over ALA have been reported, such as facilitated crossing of the stratum corneum and cell membranes, higher selectivity (e.g. in solar keratoses), increased PpIX formation leading to higher fluorescence and photodynamic efficiency, less pain, fewer systemic effects after local treatment, and faster clearance from the cells. The lack of systemic effects after topical MAL-PDT, higher fluorescence after MAL application and the higher selectivity of MAL-PDT have all been scientifically confirmed.ALA has been approved as Levulan® for actinic keratosis (EU, US) and MAL as Metvix® or Metvixia® for actinic keratosis (EU, US), basal cell carcinoma and Bowen's disease (EU).

ZusammenfassungAminolävulinsäure (ALA)–als Vorstufe des potenten Photosensibilisators Protoporphyrin IX (PpIX) im Häm-Biozyklus–erzeugt PpIX im Überschuss, wenn sie extern zu Zellen gegeben wird. Im Rahmen der photodynamischen Therapie mit ALA (ALA-PDT) produziert das angereicherte PpIX, sobald es mit Licht einer Wellenlänge von 635 nm unter Anwesenheit von Sauerstoff bestrahlt wird, reaktive Sauerstoffspezien, die das Zielgewebe zerstüren. Die häufigsten Nebenwirkungen der ALA-PDT sind Schmerz, Brennen oder stechende Beschwerden im Behandlungsareal.Aufgrund der relativ geringen Bioverfügbarkeit des ALA-Moleküls wurden Ester-Derivate mit unterschiedlichen Längen der aliphatischen Seitenketten konstruiert. Sobald ALA-Ester in die Zelle aufgenommen werden, werden sie in ihre aktive Form hydrolysiert und genauso wie ALA verstoffwechselt. ALA und MAL (Methylaminolävulinat oder ALA-Methylester) künnen nicht nur für die photodynamische Behandlung, sondern auch sehr effektiv zur Fluoreszenzdiagnose verschiedener Erkrankungen eingesetzt werden.Einige Vorteile von MAL gegenüber ALA werden berichtet, wie erleichterte Durchlässigkeit durch das Stratum corneum und die Zellmembranen; hühere Selektivität (z.B. bei sonnenlichtinduzierten Keratosen); stärkere Bildung von PpIX, die zu hüherer Fluoreszenz und photodynamischer Effizienz führt; geringerer Schmerz; weniger systemische Auswirkungen nach lokaler Behandlung und schnelleres Verlassen der Zellen Zellen. Wissenschaftlich konnte das Fehlen von systemischen Effekten nach topischer MAL-PDT, eine hühere Fluoreszenz nach MAL-Anwendung und eine hühere Selektivität der MAL-PDT bestätigt werden.ALA ist als Levulan® für aktinische Keratosen zugelassen (EU, US), MAL als Metvix® oder Metvixia® für aktinische Keratosen (EU, US) sowie für Basalzellkarzinome und Morbus Bowen (EU).