Nuevos fotosensibilizadores de localización mitocondrial.

GABRIELA A. GAUNA, ANA C. MONSALVO, JOSEFINA AWRUCH

San Luis, Provincia de San Luis.

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Química; 2006

Asociacion Quimica Argentina

NUEVOS FOTOSENSIBILIZADORES DE LOCALIZACIÓN MITOCONDRIAL   Gabriela A. Gauna, Ana C. Monsalvo, Josefina Awruch Departamento de Química Orgánica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA, Junín 956, 1113 Buenos Aires.  E-mail:  jawruch@ffyb.uba.ar   Introducción La terapia fotodinámica (PDT) se ha desarrollado en los últimos años como una estrategia para el tratamiento de tumores (1).  Esta técnica emplea un fotosensibilizador que no es tóxico hasta que se lo irradia con luz de longitud de onda apropiada (2, 3) y como consecuencia de ello el fotosensibilizador genera una especie tóxica  generalmente oxígeno singlete, produciendo la muerte del tumor. La localización subcelular de muchos fotosensibilizadores y su respuesta a la activación  con la luz indica que la mitocondria juega un rol importante en la muerte celular fotodinámica (4). Se ha postulado que los fotosensibilizadores catiónicos se localizan en la mitocondria dependiendo del grado de lipofilicidad y de la deslocalización de la carga (5).  Algunos fotosensibilizadores catiónicos estudiados (6) entre ellos porfirinas catiónicas (7)  mostraron su localización en otros compartimientos celulares. Además presentaron la desventaja de un bajo coeficiente de extinción molar en la zona de absorción de la luz por la piel (aproximadamente 630 nm) que es desfavorable para el efecto fotodinámico.  Como consecuencia de ello deberían emplearse concentraciones mayores de fotosensibilizador lo que aumenta la toxicidad del colorante, limitando su uso además de producir bajos valores (< 10 %) de rendimiento cuántico de oxígeno singlete.  Poca atención se ha prestado hasta el momento en la obtención de ftalocianinatos de zinc (II) catiónicos-lipofílicos (8) como una mejora  estructural del fotosensibilizador para su incorporación y  localización  en centros estratégicos de la célula. La síntesis de ftalocianinatos catiónicos-lipofílicos quelatados con zinc (II)  tiene como objetivo obtener un fotosensibilizador con un tiempo de vida largo del estado triplete y como consecuencia de ello una efectiva generación de oxígeno singlete responsable del efecto PDT (9,10). Los colorantes catiónicos con cadenas alifáticas cortas presentan una baja lipofilicidad y se localizan en los lisosomas, por otra parte colorantes catiónicos con cadenas alifáticas de alta lipofilicidad se acumulan en la mitocondria (8).   Metodología La obtención de ftalocianinas a partir de o-dinitrilos es la síntesis que ha probado ser la más eficiente, a pesar de las dificultades que presenta la sustitución nucleofílica involucrada en la obtención de los o-dinitrilos intermediarios (11-13). La  estrategia sintética que se presenta en el Esquema 1 resultó la más conveniente para la obtención del o-dinitrilo cuya tetramerización dará lugar al ftalocianinato de zinc (II), posterior reducción con diboranos y cuaternización con yoduro de metilo permitirá la obtención de la amina cuaternaria deseada (14). Para la obtención de los compuestos detallados se emplearon las técnicas clásicas utilizadas en el laboratorio de síntesis orgánica.  Los intermediarios fueron purificados por cromatografía de mediana presión.  Todos los compuestos se caracterizaron por métodos espectroscópicos: 1H-NMR y 13C-NMR, espectrometría de masa, espectroscopía IR.   Resultados Con la finalidad de obtener un ftalonitrilo, intermediario clave para la síntesis de estos colorantes se ha diseñado una estrategia sintética que se esquematiza a continuación: partiendo de 1,2-dibromo-4-ftalimidometil-5-metilbenceno (1) se obtuvo 1,2-dibromo-4-aminometil-5-metilbenceno (2), cuyo tratamiento con cloruro de butiroilo dio la amida 3. La reducción de 3 con diborano condujo a la obtención de la amina 4, la cual por tratamiento con cloruro de butiroilo dio la amida terciaria 5. El tratamiento de 5 con cianuro cuproso permitió obtener el dinitrilo 6 intermediario clave para la síntesis de la ftalocianina propuesta. Conclusiones El intermediario 6, precursor del ftalocianinato de zinc (II)  fue obtenido con un rendimiento global del 60%.   Agradecimientos Se agradece la financiación de ANPCyT, CONICET y UBACyT, así como la asistencia técnica de J.A.Valdez.   Referencias Medical Applications of Porphyrin-type Macrocycles.  Guest Editors:  Tarak D. Mody and Ravindra K. Pandey.  J. Porphyrins Phthalocyanines, 2001, 5 (2). B. W. Henderson and T. J. Dougherty Ed. Photodynamic Therapy.  Marcel Dekker, Inc, New York 1992. M. T. Foultier, D. Vonarx-Coinsman, L. Morlet, L. X. de Brito, N. Robillard,  T. Patrice.  Photodybnamic Therapy of Cancer.  En G. Jori, R. H. Pottier, M. A. Rodgers, and T. G. Truscott, editors.  Photobiology in Medicine.  Plenium Press, New York, 1994. J. Morgan, A. R. Oseroff. Mitocondrial-based photodynamìc anti-cancer therapy. Adv. Drug Delivery Rev., 2001, 49, 71-86. L. B. Chen.  Mitochondrial membrane potential in living cells. Ann. Rev. Cell. Biol., 1988, 4, 155-181. D. 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