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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Mussi, Lilian
Título: Eficiência Fotodinâmica das Protoporfirinas IX de Magnésio e Zinco
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Renato Atílio Jorge
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Terapia fotodinâmica, Protoporfirinas, Câncer-
Resumo: A eficiência fotodinâmica da protoporfirina IX (PpIX) e de seus derivados de magnésio (MgPpIX) e zinco (ZnPpIX) foram investigados através da comparação da velocidade de fotoxidação de triptofano (Trp), albumina bovina (BSA) e hemácias. As soluções de biomoléculas foram irradiadas com uma lâmpada dde mercúrio, por um período máximo de 120 minutos, e a fotoxidação foi monitorada através de medidas de fluorescência (Trp e BSA) ou absorbância durante a formação de oxihemoglobina (hemácias). A constante de velocidade de fotoxidação de Trp por PplX IX é 0.9 vezes menor que a da ZnPplX e 3.4 vezes maior que a da MgPpIX. A velocidade de fotoxidação de BSA pela PplX é 0.8 vezes menor e 1.05 vezes maior (respectivamente, 6 minutos ou 48 minutos de irradiação) que a da ZnPplX é 1.7 e 1.48 vezes maior (respectivamente, 6 minutos ou 48 minutos de irradiação) que a da MgPpIX. Soluções de 0.5% (v/v) de hemácias foram irradiadas na presença de 15 mmol. L de fotossensibilizador. Foi observado que as porcentagens de fotoxidação, após 75 minutos de irradiação, das soluções de hemácias não submetidas a um período de pré-incubação com sensibilizador foi 68%, 57% and 79% para PpIX, MgPplX e ZnPpIX, respectivamente. A porcentagem de hemólise das células vermelhas do sangue, após 90 minutos de irradiação das soluções submetidas a um período de pré-incubação com sensibilizador foi 97%, 84% e 100% para PpIX, MgPplX e ZnPpIX, respectivamente. Os resultados mostraram que a ZnPplX possui uma eficiência muito similar a da PpIX, tanto para a fotoxidação de moléculas simples como o triptofano, quanto para estruturas complexas como macromoléculas (BSA) e células (hemácias). A eficiência da MgPplX quando comparada a da PplX depende do tipo de substrato analisado. Os resultados mostraram que, com o aumento da complexidade da estrutura do substrato (triptofano, BSA e hemácias) ocorre uma diminuição da diferença entre a eficiência fotodinâmica da MgPplX e da PplX. Além disso, verificou-se que o MgPplX é, dentre os três fotossensibilizadores estudados, o composto que mais está susceptível a fotodegradação nas condições em que foram realizados os estudos. Através da observação do comportamento do MgPplX com relação a fotodegradação verificou-se que existe a possibilidade de controlar a velocidade de fotodegradação do sensibilizador de modo a manter a capacidade de fotoxidação de biomoléculas enquanto for conveniente e depois degradar totalmente o sensibilizador somente com o aumento da velocidade de fotobranqueamento. Apesar da MgPplX apresentar uma menor eficiência no caso do aminoácido, deve-se levar em consideração que a aplicação in vivo envolve estruturas complexas. Sendo assim, tanto a ZnPplX quanto a MgPplX devem ser consideradas como agentes potenciais para aplicação em PDT .
Abstract: The photodynamic efficiency of protoporphyrin IX (PpIX) and its magnesium (MgPpIX) and zinc (ZnPpIX) derivatives were investigated by comparing the rate of tryptophan (Trp), bovine albumin (BSA) and erythrocytes photoxidation. The solutions of the biomolecules were irradiated with a mercury lamp, for a maximum period of 120 minutes and their photoxidations were monitored in measuring the fluorescence (Trp and BSA) or absorbance of oxyhemoglobin formation (erythrocytes). The photoxidation rate constant of PplX is found to be 0.9 times lower than ZnPplX and 3.4 times greater than MgPpIX. The BSA photoxidation rates of PplX were found to be 0.8 times lower or 1.05 times greater than ZnPplX and 1.7 times or 1.48 times greater than MgPplX after 6 or 48 minutes of irradiation, respectively. Solutions of 0.5% (v/v) erythrocytes were irradiated in the presence of 15 mmol. L photosensitizers. It was observed that the percentages of erythrocytes photo-oxidation, after 75 minutes of irradiation of the solution not submitted to a pre-incubation time with the sensitiser, were 68%.57% and 79% for PpIX, MgPplX and ZnPpIX, respectively. The percentages of red blood cell haemolysis, after 90 minutes of irradiation of the solution submitted to a pre-incubation time were 97%,84% and 100%. respectively. These results show that ZnPplX has similar efficiency as PplX for the photooxidation of simple molecules as Trp, as well as for complex structures of macromolecules (BSA) and cells (red blood cells). The efficiency of MgPplX when compared with PplX depends on the kind of substrate analyzed. The results show that the increasing of the structure complexity decreases the difference between the MgPplX and PplX photodynamic efficiency. In addition, it was verified that MgPplX is, among the three photosensitizers studied, the most susceptible compound for photobleaching under the conditions studied.velocity of sensitizer photobleaching and keep the photooxidation capacity of biomolecules when it is convenient, and then, to degrade totally the photosensitizer by just increasing the photobleaching rate. Despite the fact that the MgPplX is less efficient for aminoacids, it must be considered that in vivo application of photodynamic therapy involves complex structures. Thus, ZnPplX and MgPplX should be considered as potential agents for photodynamic therapy.
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