Nanoplataformas magnéticas para la modificación in situ de macromoléculas: síntesis, caracterización y poder fotoinactivante de conjugados catiónicos nanoimán-porfirina

ANA CORAL SCANONE; GSPONER, NATALIA S.; ALVAREZ, MARIA GABRIELA; DANIEL A. HEREDIA; ANDRES M. DURANTINI; EDGARDO N. DURANTINI

Modalidad Virtual

Conferencia; V GRAFOB; 2020

Porfirinas con simetría AB3 pueden obtenerse mediante condensación de un dipirrometano con una mezcla binaria de aldehídos, luego de procesos de purificación con cromatografía flash, utilizando una gran cantidad de solventes orgánicos, además de producir rendimientos <15% [1]. No existen reportes que indiquen el uso de MNPs como plataformas para la modificación in situ de fotosensibilizadores. Una porfirina podría modificarse fácilmente a partir del macrociclo tetrapirrólico unido covalentemente a las MNP, eliminando subproductos mediante lavados por decantación magnética. Dicho método de purificación también evita el uso de cantidades excesivas de disolventes orgánicos que normalmente se requieren en la síntesis orgánica. Partiendo de este enfoque, se utilizaron nanopartículas magnéticas (MNP) de Fe3O4 recubiertas con sílice como plataforma para la modificación in situ de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina (TPPF20). En primer lugar, mediante una reacción de sustitución nucelofílica aromática (SNAr) se llevó a cabo la unión covalente de TPPF20 a las MNP funcionalizadas con aminopropilo, obteniendo el conjugado MNP-P1. Posteriormente, los grupos pentafluorofenilo restantes de TPPF20 unidos a MNP, se sustituyeron por grupos dimetilaminoetoxi para formar MNP-P2. Además, MNP-P1 y MNP-P2 se metilaron para producir los conjugados catiónicos MNP+-P1 y MNP+-P2+. Todos ellos se purificaron fácilmente mediante decantación magnética con altos rendimientos. Fotografías TEM muestran que el tamaño medio de los conjugados es de ~15 nm. Medidas de potencial Z denotan diferencias entre los conjugados, principalmente con MNP+-P2+,en el que tanto las MNP como la porfirina contienen cargas positivas. Los espectros de absorción exhiben las bandas Soret y Q características de TPPF20 unida a MNP. El efecto fotodinámico sensibilizado por los conjugados indicó la formación eficiente de oxígeno molecular singlete en diferentes medios, alcanzando valores de rendimientos cuánticos de 0,17-0,34 en N,N-dimetilformamida. Se evaluó la actividad fotodinámica de los conjugados para inactivar Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Candida albicans. Elconjugado catiónico MNP+-P2+ fue el más eficaz para la inactivación fotodinámica (PDI) de microorganismos. La unión de este conjugado a las bacterias y la capacidad de fotoinactivación se comprobó mediante microscopía de fluorescencia. Además, se determinó el uso sostenible de MNP+-P2+, realizando la reutilización del mismo en tres tratamientos de PDI, manteniéndose el poder fotoinactivante del primer al tercer ciclo de PDI. Por lo tanto, esta metodología es una vía adecuada para la modificación in situ deporfirinas y, en particular, MNP+-P2+ representa un material activo fotodinámico útil para erradicar microorganismos [2].