Conjugados de porfirinas con polietilenimina para la inactivación fotodinámica de microrganismos

M.B. BOARINI; N. S. GSPONER; M. E. MILANESIO; E. N. DURANTINI

Simposio; XXIV Simposio Nacional de Química Orgánica; 2023

El constante incremento en la resistencia microbiana a los antibióticos de uso común, condujo al desarrollo de tratamientos alternativos. La inactivación fotodinámica (PDI) de microorganismos se basa en la irradiación de un fotosensibilizador (FS) con luz visible en presencia de oxígeno para generar especies reactivas de oxígeno (ROS) que causan la muerte celular bacteriana. En general, la presencia de grupos precursores de cargas positivas en el FS, permite mejorar la acción fotoinactivante debido a un aumento en la interacción con las células microbianas. En este trabajo se sintetizaron dos porfirinas: 5,15-di(4-(N,N-difenilaminofenil)-10,20-di(pentafluorofenil)porfirina (3) y 5,15-di(4-(9-carbazoilfenil)-10,20-di(pentafluorofenil)porfirina (4), que se unieron covalentemente a polietilenimina (PEI) mediante SNAr, para formar los conjugados PEI-3 y PEI-4, respectivamente. En N,N-dimetilformamida (DMF) y agua, PEI-3 y PEI-4 mostraron la banda de absorción Soret (420 nm) ensanchada y corrida batocrómicamente, y las cuatro bandas Q (515-650 nm), todas ellas características de porfirinas. Además, ambos polímeros presentaron emisión de fluorescencia roja en estos solventes. Por otro lado, se estudiaron las propiedades fotodinámicas de los polímeros en DMF. Los valores obtenidos son apropiados, tanto para la producción de 1O2 como para la fotodescomposición del aminoácido Trp, resultando PEI-4 más efectivo que PEI-3. Los estudios de PDI en una bacteria Gram positiva (S. aureus) y una Gram negativa (E. coli) demostraron que la citotoxicidad producida por los polímeros fue superior que la de las porfirinas de origen. Este efecto es debido a la capacidad de los conjugados para adquirir cargas positivas a pH fisiológico mediante la protonación de los grupos amino de la PEI. La erradicación completa se logra con una concentración baja de los FSs (1 y 2,5 μM) y tiempos cortos de irradiación (30 min). Por lo tanto, estos polímeros presentan propiedades adecuadas como agentes fototerapéuticos para la erradicación de bacterias.