BODIPYs-ZIF8 COMO NOVEDOSOS AGENTES FOTODINÁMICOS ANTIMICROBIANOS

M. EUGENIA PÉREZ; MILANESIO M. ELISA; DURANTINI EDGARDO N.

SAN LUIS

Congreso; VII GRAFOB; 2024

El imidazolato zeolítico 8 (ZIF8) es una subclase de estructura organometálica (MOF) que se forma mediante iones Zn2+ y 2-metilimidazol. Estas estructuras poseen alta estabilidad térmica y química y han sido ampliamente utilizados para la encapsulación de fármacos. Los sitios metálicos cargados positivamente de estas arquitecturas aumentan la interacción con la superficie bacteriana y desestabilizan la membrana celular. Estas atribuciones convierten a los ZIF8 en excelentes candidatos para la encapsulación de fotosensibilizadoras (PS) empleados en inactivación fotodinámica (PDI). En este trabajo se fabricaron dos derivados de BODIPYs-ZIF8. Con este propósito se sintetizaron previamente los BODIPYs (BDPs) (H)2BDP y (Br)2BDP. Para ello, se realizó una condensación entre 2,4-dimetilpirrol con cloruro de acetoxiacetilo seguido por una complejación con BF3.O(Et)2 en presencia de TEA. Esta reacción permitió obtener el compuesto (H)2BDP sobre el cual se realizó una SEAr en las posiciones C2 y C6 con N-bromosuccinamida para formar el correspondiente (Br)2BDP. La encapsulación de los BDPs en NPs de ZIF8 se realizó one pot empleando el método de nanoprecipitación. De esta manera (H)2BDP-ZIF8 y (Br)2BDP-ZIF8 se obtuvieron como sólidos coloreados fluorescentes. La cantidad de PS encapsulado resultó de 2,97x10-8 y 5,4x10-8 moles de (H)2BDP o (Br)2BDP por mg de ZIF8, respectivamente. La morfología y el tamaño se determinaron mediante microscopía electrónica de barrido. Los derivados de BDP-ZIF8 se observaron como partículas rómbicas uniformes con tamaño promedio de 118,0 ±10 nm. Luego de la encapsulación los espectros de absorción UV-vis de los ZIF8 exhibieron un nuevo pico de absorción proveniente de la estructura de los BDP con un leve desplazamiento hacia el rojo de 518 a 520 nm respecto al (H)2BDP libre y de 546 a 553 nm respecto al (Br)2BDP libre en DMF. Los espectros de emisión en suspensiones acuosas mostraron las bandas características de los BDP. Estas bandas se centraron en 526 y 569 nm para (H)2BDP-ZIF8 y (Br)2BDP-ZIF8, respectivamente. Los espectros de emisión se evaluaron además para las muestras en estado sólido, exhibiendo bandas anchas centradas en 543 y 566 nm. La actividad fotodinámica se determinó en agua. Ambos conjugados producen O2(1Dg) con rendimientos cuánticos de 0,29 para (H)2BDP-ZIF8 y de 0,54 para (Br)2BDP-ZIF8. Además, (Br)2BDP-ZIF8 produce O2 en presencia de NADH, indicando un aporte significativo del mecanismo de acción tipo I a la actividad fotodinámica. Por otro lado, los encapsulados descomponen eficientemente el aminoácido Ltriptófano. Los valores de las kr Trp indicaron que estos compuestos actúan principalmente mediante un mecanismo de acción fotodinámico de tipo II. Las cinéticas de fotoblanqueo revelan que los BDP son más estables cuando se encuentran incorporados dentro de la estructura del ZIF8. La actividad antimicrobiana se evaluó in vitro sobre bacterias de Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina. Los experimentos de microscopía de fluorescencia muestran que ambos derivados se unen rápidamente a las células a los 10 min de incubación. La PDI se estudió en suspensiones celulares donde (Br)2BDP-ZIF8 resultó ser el agente más efectivo para inactivar S. aureus alcanzando valores de fotoinactivación de 99,999% a los 30 min de irradiación. La PDI se evaluó además sobre células individuales adheridas a la superficie, mediante microscopía de fluorescencia, logrando una erradicación superior al 91% a los 15 min de irradiación.