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Síntesis y propiedades fotodinámicas de fullerenos C60 como agentes fototerapéuticos
Maximiliano Luis Agazzi Edgardo Néstor Durantini Mariana Belen Spesia
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
La "edad de oro" de la terapia antimicrobiana comenzó con el descubrimiento de los antibióticos. Sin embargo el uso generalizado de agentes antimicrobianos produjo el aumento de resistencia a los antibióticos por parte de bacterias y otros microorganismos infecciosos. Así, la inactivación fotodinámica (PDI) se ha convertido en una estrategia emergente para el tratamiento de microorganismos patógenos. Con el fin de evaluarlos como fotosensibilizadores para PDI, se sintetizaron cuatro derivados del fullereno C60 (MPC60, DPC602+, MMC60 y DMC603+). Estos compuestos absorben principalmente en la región ultravioleta. Estudios cinéticos con distintos sustratos indican que producen eficientemente especies reactivas de oxígeno (ROS) por ambos mecanismos fotodinámicos (Tipo I y Tipo II). Estudios in vitro de PDI con la bacteria Gram positiva Staphyloccocus aureus indicaron que los fullerenos catiónicos son más eficientes, produciendo ambos fotosensibilizadores una PDI de 99.99% con una concentración de 0,5 µM, luego de 30 min de irradiación. Con la bacteria Gram negativa Escherichia coli sólo DMC603+ mostró fotoinactivación, con un 99,97% de eficacia a 1 µM y 30 min de irradiación. Por lo tanto, DMC603+ es una molécula muy efectiva para la PDI de bacterias Gram positivas y Gram negativas. Además la PDI puede potenciarse relevantemente con ioduro de potasio (KI).Por otro lado, para disminuir la desventaja principal del C60 como fotosensibilizador relacionada a sus bajas absorciones en el visible, se propuso el diseño de díadas conformadas por una antena captadora de luz y dadora de energía unida al C60. Como antenas se propusieron fluoróforos derivados del BODIPY. Se realizó la síntesis de dos BODIPYs (BDP2 y BDP4). Éstos presentan una importante absorción en la región verde del espectro. En la emisión se observó una disparidad en las intensidades debido a las diferencias estructurales. Se evidenció una baja producción de oxígeno singlete (O2(1g)), y una contribución del mecanismo tipo I. Las propiedades fotodinámicas se estudiaron en presencia de KI. Se observó un aumento del entrecruzamiento de sistemas (ISC) por efecto de átomo pesado externo, que incrementa la producción de ROS y genera especies reactivas de iodo. Ambos BODIPYs inactivan eficientemente S. aureus, alcanzando una PDI completa con una concentración de 1 M y 5 min de irradiación. En E. coli, se encontró una mayor inactivación con 5 M de BDP4. En presencia de I- se potenció sustancialmente la PDI de ambos BODIPYs, alcanzando una eficiencia total para BDP2 y BDP4. De esta manera, se comprobó que tales BODIPYs pueden utilizarse dualmente como agentes teranósticos, ya sea como fluoróforos para imágenes de diagnóstico celular y como fotosensibilizadores combinados con KI para PDI.Finalmente se sintetizaron dos díadas (BDP-C60 y BDP-C602+), utilizando como antenas a BDP2 y su precursor sin metilar (BDP1). Los espectros de absorción son una combinación lineal de los espectros de las estructuras individuales. Ambas estructuras, muestran una emisión muy débil, lo que revela una desactivación importante del estado excitado singlete del BODIPY por parte del C60. La espectroscopía de especies transitorias demuestra un preponderante proceso fotoinducido de transferencia de energía (PET) en tolueno, y la aparición de un proceso de transferencia de electrones (PeT) en un medio más polar de dimetilformamida (DMF). Los estudios de fotooxidación mostraron una mayor producción de ROS para BDP-C60 y BDP-C602+ en comparación a las unidades estructurales. Los ensayos de PDI indicaron que la díada catiónica es un fotosensibilizador más efectivo para la fotoinactivación de S. aureus, presentando una inactivación de 99,999% con una concentración de 5 M y 30 min de irradiación con luz visible, mostrando contribución de ambos mecanismos fotodinámicos. Los resultados obtenidos para las díadas de BODIPY-C60 demuestran que estos nuevos diseños estructurales pueden potenciar la acción fotodinámica del fullereno C60 por efecto antena, optimizando la PDI en sitios donde se requiera de mayor penetración de la luz.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
FULLERENO; BODIPY; FOTOSENSIBILIZADOR; ANTIBACTERIANOS; Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica; Ciencias Químicas; CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2018 | CONICET Digital (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2018-03-20
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