Porfirinas monofuncionalizadas com L,L-difenilalanina para potencial aplicação em terapia fotodinâmica
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| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Tese |
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| Título da fonte: | Repositório Institucional da UFABC |
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Resumo: | Orientador: Wendel Andrade Alves |
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Porfirinas monofuncionalizadas com L,L-difenilalanina para potencial aplicação em terapia fotodinâmicaPORFIRINASFOTOSSENSIBILIZADORDIFENILALANINAPROCESSOS FOTODINÂMICOSLIPOSSOMOHIDROGELPORPHYRINSPHOTOSENSITIZERDIPHENYLALANINEPHOTODYNAMIC PROCESSESLIPOSOMEHYDROGELPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientador: Wendel Andrade AlvesTese (Doutorado) ¿ Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, Santo André, 2020.A terapia fotodinâmica tem como princípio a utilização de compostos orgânicos fotossensíveis que ao serem irradiados pela luz, desencadeiam processos de oxidação celular. Desse modo, a obtenção de compostos fotoativas capazes de promover morte em células tumorais é um alvo potencial para o desenvolvimento de biomateriais inteligentes. Neste trabalho, foram preparadas quatro porfirinas monofuncionalizadas com difenilalanina (FF) inéditas com diferentes substituintes na posição meso, que foram avaliadas quanto a sua citotoxicidade por meio ensaio de viabilidade celular, visando a aplicação na co-estruturação dos compostos preparados com Fmoc-FF para formação de hidrogéis fotorresponsivos. Os compostos de interesse (1-4) foram preparados com duas etapas principais, a ciclização do macroanel e a funcionalização com o dipeptídeo. Um estudo de interação porfirina-FF/membrana foi realizado utilizando lipossomos de DOPC (1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina), preparados pelo método de extrusão. As membranas formadas foram tituladas com lipossomo híbrido formado pela mistura 70:30 de DOPC e DOPE (1,2-dioleoil--3-fosfatidiletanolamina), e observou-se que a interação dos lipossomos com as porfirinas funcionalizadas foi mais estabilizada, quando comparadas a sua versão não funcionalizada. O tempo de vida das porfirina-FF foi aumentado na presença das membranas. Os compostos preparados não apresentaram citotoxicidade sem e com exposição a luz, e os resultados obtidos indicam que as porfirinas-FF possuem potencial propriedade de proliferação celular, que foi observada também por microscopia de fluorescência. Hidrogéis formados pela auto-organização de Fmoc-FF e porfirina-FF (0,5%, 5%, 10%, 20% e 30%), foram preparados em uma mistura H2O:DMSO (9,5:0,5) e caracterizadas por UV/Vis, fluorescência, reologia e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades fotofísicas de 1 e 2 permaneceram inalteradas após a formação dos géis, o perfil reológico, também não apresentou mudanças com a adição de porfirina-FF. Nas imagens de MEV observou-se que as fibras de Fmoc-FF são alongadas, e a adição de 1 e 2 causou a formação de ramificações nos fios. Os hidrogéis foram utilizados como matriz de adesão celular para HEK293, e por microscopia de fluorescência observou-se que as células ficaram aderidas, e exposição por 10 minutos com lâmpada LED azul, indicou a ocorrência de indução à proliferação celular. Os compostos 1-4 foram obtidos em rendimento global médio de 3%, foram caracterizados por RMN (1H e 13C) e espectroscopia de absorbância e emissão. O estudo da interação entre a porfirina/membrana demonstrou que a adição da porção peptídica levou a maior estabilidade e a presença do lipossomo aumentou o tempo de vida dos compostos. Não foi observada citotoxicidade em 1-4 para células HEK293, e os resultados têm fortes indicativos indução à proliferação celular. Os hidrogéis preparados a partir de 1 e 2 co-estruturados com Fmoc-FF preservam as propriedades óticas das porfirinas, e o aumento da concentração dos compostos não impediu a hidrogelação do dipeptídeo. A superfície rugosa do hidrogel não dificultou a adesão celular, e com microscopia de fluorescência foi possível notar que após exposição luminosa, ocorreu aumento no crescimento celular. Esses resultados promissores indicam a viabilidade de uso desses biomateriais como curativos fotorresponsivos, por exemplo. Em um trabalho complementar foram preparados hidrogéis de Fmoc-FF e tetraporfirinas que foram por caracterizadas por UV/Vis, fluorescência, reologia, MEV e a ressonância paramagnética eletrônica (RPE) foi utilizada para avaliar a formação de oxigênio singleto. A tetrafenilporfirina (TFP), tetracarboxiporfirina (TCP), tetrahidroxiporfirina (THP) e tetrapiridilporfirina (TPyP) foram obtidas como subproduto da reação de ciclização e caracterizadas por 1H-RMN. Os hidrogéis foram preparados com uma mistura solvente de H2O:DMSO (9:1). Os hidrogéis preparados tiveram suas características fotofísicas preservadas e a adição das tetraporfirinas não alterou as propriedades reológicas, nem a morfologia do hidrogel. Foi possível observar a formação de 1O2 para os compostos TFP, TCP e THP (alta concentração). E estudo comparativo com as tetraporfirinas em gel e solução, demonstraram que o confinamento dos compostos causa uma modulação na formação de 1O2.Photodynamic therapy uses photosensitive organic compounds that, when irradiated by light, trigger cellular oxidation processes. Thus, obtaining photoactive nanostructures capable of promoting death in tumor cells is a potential target for the development of smart biomaterials. In this work, four unpublished porphyrins monofunctionalized with diphenylalanine (FF), with different substituents in the meso position were prepared and evaluated for their cytotoxicity by cell viability assay, aiming at the application into co-self-assembly of porphyrin-FF and Fmoc-FF to obtain a photoresponsive hydrogel. The compounds of interest (1-4) were prepared with two main steps, the cyclization of the macro ring and the functionalization with the dipeptide, the structures being confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR). The UV/Vis and fluorescence spectra showed that the 1-4 photophysical profile is compatible with the literature. A porphyrin-FF/membrane interaction study was performed using DOPC liposomes (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), prepared by the extrusion method. The membranes formed were titrated with a hybrid liposome formed by the 70:30 mixture of DOPC and DOPE (1,2-dioleoyl-3-phosphatidylethanolamine), and it was observed that the interaction of liposomes with functionalized porphyrins was more stabilized when compared its non-functionalized version. Lifetime of porphyrin-FF was increased in the presence of the membranes. The prepared compounds did not cause cytotoxicity with or without lighting exposure, and the results obtained indicate that the porphyrins-FF have potential property of cell proliferation, which was also observed by fluorescence microscopy. Hydrogels formed by the self-assembly of Fmoc-FF and porphyrin-FF (0.5%, 5%, 10%, 20% and 30%), were prepared in an H2O:DMSO mixture (9.5:0.5) and characterized by UV/Vis, fluorescence, rheology and scanning electron microscopy (SEM). The photophysical properties of 1 and 2 remained unchanged after the formation of the gels, the rheological profile also did not change with the addition of porphyrin-FF, maintaining the hydrogel characteristics. In the SEM images, it was observed that the Fmoc-FF fibers are elongated, and the addition of 1 and 2 caused the formation of branches in the threads. The hydrogels were used as a cell adhesion matrix for HEK293, and by fluorescence microscopy it was possible to observe that the cells were adhered, and exposure for 10 minutes with a blue LED lamp, indicated the occurrence of cell proliferation induction. Compounds 1-4 were obtained in average overall yield of 3% and were characterized by NMR (1H and 13C), absorbance and emission spectroscopy. The study of the interaction between porphyrin/membrane demonstrated that the addition of the peptide portion led to greater stability and the liposome increased the lifetime. No cytotoxicity was observed in 1-4 for HEK293 cells, and the results are indicative of induction of cell proliferation. Hydrogels prepared from 1 and 2 self-assembly with Fmoc-FF preserve the optical properties of porphyrins, and the increase in the concentration of the compounds did not prevent the hydrogelation of the dipeptide. The hydrogel's rough surface did not hinder cell adhesion, and with fluorescence microscopy it was possible to notice that after light exposure, there was an increase in cell growth. These promising results indicate the possibility of using these biomaterials as photoresponsive dressings, for instance. In a complementary work, hydrogels of Fmoc-FF and tetraporphyrins were prepared, which were characterized by UV/Vis, fluorescence, rheology, SEM and electronic paramagnetic resonance (EPR) was used to evaluate the formation of singlet oxygen. Tetraphenylporphyrin (TPP), tetracarboxyporphorin (TCP), tetrahydroxyporphine (THP) and tetrapyridylporphyrin (TPyP) were obtained as a by-product of the cyclization reaction and characterized by 1H-NMR. The hydrogels were prepared with a solvent mixture of H2O:DMSO (9:1). The prepared hydrogels had their photophysical characteristics preserved and the addition of tetraporphyrins did not alter the rheological properties or the hydrogel morphology. It was possible to observe the formation of 1O2 for the compounds TFP, TCP and THP (high concentration). And a comparative study with tetraporphyrins in gel and solution, showed that the confinement of the compounds causes a modulation in the formation of 1O2.Alves, Wendel AndradeRodrigues, AlessandroGalvão, Ana Carolina Santos de SouzaSteil, Leonardo JoséBartoloni, Fernando HeeringVassiliades, Sandra Valeria2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf150 f.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121907http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121907&midiaext=78773http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121907&midiaext=78772Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=121907porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-01-20T11:30:11Zoai:BDTD:121907Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-01-20T11:30:11Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false |
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