Efecto antena de díadas porfirina-BODIPY como agentes fotodinámicos antimicrobianos

PÉREZ, M. EUGENIA; MARTINEZ, SOL R. ; DURANTINI, ANDRÉS M.; MILANESIO, M. ELISA; DURANTINI, EDGARDO N.

Congreso; VI GRAFOB; 2022

Las porfirinas han contribuido significativamente al desarrollo de la inactivación fotodinámica (PDI) [1]. Sin embargo, estos macrociclos tetrapirrólicos tienen una absorción baja en la zona central del espectro visible. Con la finalidad de mejorar la captación de la radiación en esta región se pueden utilizar estructuras moleculares capaces de actuar como antena mediante la transferencia de energía [2].En este trabajo se sintetizaron dos díadas porfirina-BODIPY formadas por un macrociclo de porfirina enlazado covalentemente a una unidad de BODIPY mediante un enlace éster (P-BDP1) o mediante una unidad de 1,3,5-triazina (P-BDP2). En estas estructuras la unidad de BODIPY actúa como una antena captadora de luz, aumentando la absorción de las moléculas en la región visible del espectro mendiante un proceso de transferencia de energía intramolecular. Los espectros de absorción de P-BDP1 y P-BDP2 resultaron en una combinación lineal de los espectros de los monómeros correspondientes. Los espectros de fluorescencia mostraron una fuerte disminución en la emision del BODIPY junto con el aumento de la emision de la unidad de porfirina, indicando una desactivación del estado singlete del BODIPY por la porfirina. La actividad fotodinámica de las díadas se encuentra potenciada respecto a la de sus monómeros de porfirina, presentando una producción elevada de oxígeno singlete, con rendimientos cuanticos de ≈0,46. Los fotosensibilizadores (PSs) se evaluaron como agentes fotodinámicos in vitro utilizando una bacteria Gram. positiva S. aureus resistente a la meticilina. Los experimentos en microorganismos muestran que ambos PSs se unen rápidamente a las células alcanzando la máxima unión a los 5 min de incubación. La PDI se estudió en suspensiones celulares mediante la técnica de conteo en placa y en células individuales adheridas a la superficie, mediante microscopía de fluorescencia. En todos los casos la PDI inducida por P-BDP1 y P-BDP2 [2 microM] resultó potenciada respecto a la de sus monómeros de porfirina produciendo una disminución en la supervivencia bacteriana > 99,98% a los 20 min de irradiación con luz verde (510 nm, 2,8 mW/cm2). La PDI se estudió también en biofilms mediante la técnica de tinción con CV y MTT, logrando una disminución de la supervivencia bacteriana a los 60 min de irradiación con luz verde y 20 microM de PS. Por último, se evaluó el mecanismo de acción fotodinámico en células empleando diferentes atrapadores de ROS. El fotoproceso resultó ser principalmente del tipo II, vía oxígeno singlete.En conclusión, el efecto antena de la unidad de BODIPY en las díadas potencia la actividad fotodinámica de las porfirinas en una región del espectro donde presentan baja absorción. Esto permite emplear concentraciones menores del PS y mayores longitudes de onda de irradiación para la erradicación de patógenos