Există mulți fotosensibilizatori pentru PDT. Aceștia se împart în porfirine, clorine și coloranți. Printre exemple se numără acidul aminolevulinic (ALA), ftalocianina de siliciu Pc 4, m-tetrahidroxifenilclorina (mTHPC) și mono-L-aspartil clorina e6 (NPe6).
Fosensibilizatorii disponibili în comerț pentru utilizare clinică includ Allumera, Photofrin, Visudyne, Levulan, Foscan, Metvix, Hexvix, Cysview și Laserphyrin, cu alții în curs de dezvoltare, de ex.g. Antrin, Photochlor, Photosens, Photosens, Photrex, Lumacan, Cevira, Visonac, BF-200 ALA, Amphinex și Azadipyrromethenes.
Diferența majoră între fotosensibilizatori este reprezentată de părțile celulei pe care le vizează. Spre deosebire de radioterapie, unde afectarea se face prin vizarea ADN-ului celular, majoritatea fotosensibilizatorilor vizează alte structuri celulare. De exemplu, mTHPC se localizează în învelișul nuclear. În schimb, ALA se localizează în mitocondrii, iar albastrul de metilen în lizozomi.
Cromofori tetropirrolici cicliciEdit
Moleculele tetropirrolice ciclice sunt fluorofori și fotosensibilizatori. Derivații tetropirrolici ciclici au o asemănare inerentă cu porfirinele prezente în mod natural în materia vie.
PorfirineEdit
Porfirinele sunt un grup de compuși naturali și intens colorați, al căror nume provine de la cuvântul grecesc porphura, sau purpuriu. Aceste molecule îndeplinesc roluri importante din punct de vedere biologic, inclusiv transportul oxigenului și fotosinteza și au aplicații în domenii care variază de la imagistica fluorescentă la medicină. Porfirinele sunt molecule tetrapirrolice, inima scheletului fiind un macrociclu heterociclic, cunoscut sub numele de porfină. Cadrul fundamental al porphinei este format din patru subunități pirrolice legate pe laturi opuse (pozițiile α, numerotate 1, 4, 6, 9, 11, 14, 16 și 19) prin intermediul a patru punți de metină (CH) (5, 10, 15 și 20), cunoscute ca atomi/poziții de mezo-carbon. Macrociclul planar conjugat rezultat poate fi substituit la pozițiile mezo și/sau β (2, 3, 7, 8, 12, 13, 17 și 18): dacă mezo- și β-hidrogenii sunt substituiți cu atomi sau grupuri care nu sunt de hidrogen, compușii rezultați sunt cunoscuți ca porfirine.
Cei doi protoni interni ai unei porfirine cu bază liberă pot fi îndepărtați de baze puternice, cum ar fi alcoxizii, formând o moleculă dianionică; invers, cei doi nitrogeni interni ai pirroleninei pot fi protonați cu acizi, cum ar fi acidul trifluoroacetic, dând naștere unui intermediar dicationic. Specia anionică tetradentată poate forma cu ușurință complecși cu majoritatea metalelor.
Spectroscopie de absorbțieEdit
Scheletul puternic conjugat al porfirinei produce un spectru caracteristic în ultraviolet vizibil (UV-VIS). Spectrul constă de obicei dintr-o bandă de absorbție intensă și îngustă (ε > 200000 l mol-1 cm-1) la aproximativ 400 nm, cunoscută sub numele de banda Soret sau banda B, urmată de patru lungimi de undă mai mari (450-700 nm), absorbții mai slabe (ε > 20000 L⋅mol-1⋅cm-1 (porfirine cu bază liberă)) denumite benzi Q.
Banda Soret provine dintr-o tranziție electronică puternică de la starea fundamentală la a doua stare excitată singlet (S0 → S2); în timp ce banda Q este rezultatul unei tranziții slabe la prima stare excitată singlet (S0 → S1). Disiparea energiei prin conversie internă (IC) este atât de rapidă încât fluorescența este observată doar de la depopularea primei stări singulet excitat la starea fundamentală cu energie mai mică (S1 → S0).
Fotosensibilizatori idealiEdit
Caracteristica cheie a unui fotosensibilizator este capacitatea de a se acumula preferențial în țesutul bolnav și de a induce un efect biologic dorit prin generarea de specii citotoxice. Criterii specifice:
- Absorbție puternică cu un coeficient de extincție ridicat în regiunea roșie/aproape de infraroșu a spectrului electromagnetic (600-850 nm)-permite o penetrare mai profundă în țesuturi. (Țesutul este mult mai transparent la lungimi de undă mai mari (~700-850 nm). Lungimile de undă mai lungi permit luminii să pătrundă mai adânc și să trateze structuri mai mari).
- Caracteristici fotofizice adecvate: un randament cuantic ridicat al formării tripleților (ΦT ≥ 0,5); un randament cuantic ridicat al oxigenului singlet (ΦΔ ≥ 0,5); o durată de viață relativ lungă a stării triplet (τT, intervalul μs); și o energie ridicată a stării triplet (≥ 94 kJ mol-1). S-au obținut valori de ΦT= 0,83 și ΦΔ = 0,65 (hematoporfirină); ΦT = 0,83 și ΦΔ = 0,72 (etiopurpurină); și ΦT = 0,96 și ΦΔ = 0,82 (etiopurpurină de staniu)
- Toxicitate redusă la întuneric și citotoxicitate neglijabilă în absența luminii. (Fotosensibilizatorul nu ar trebui să fie dăunător pentru țesutul țintă până când nu se aplică fasciculul de tratament.)
- Acumulare preferențială în țesutul bolnav/țintă față de țesutul sănătos
- Eliminare rapidă din organism după procedură
- Stabilitate chimică ridicată: compuși unici, bine caracterizați, cu o compoziție cunoscută și constantă
- Rută de sinteză scurtă și cu randament ridicat (cu transpunere ușoară în scări/reacții de mai multe grame)
- Formulare simplă și stabilă
- Solubilitate în medii biologice, permițând administrarea intravenoasă. În caz contrar, un sistem de administrare hidrofil trebuie să permită un transport eficient și eficace al fotosensibilizatorului la locul țintă prin fluxul sanguin.
- Photobleaching redus pentru a preveni degradarea fotosensibilizatorului, astfel încât acesta să poată continua să producă oxigen singlet
- Fluorescență naturală (Multe tehnici de dozimetrie optică, cum ar fi spectroscopia de fluorescență, depind de fluorescență).
Prima generațieEdit
Dezavantajele asociate cu prima generație de fotosensibilizatori HpD și Photofrin (sensibilitate cutanată și absorbție slabă la 630 nm) au permis o anumită utilizare terapeutică, dar au limitat în mod semnificativ aplicarea în domeniul mai larg al bolilor. A doua generație de fotosensibilizatori a fost esențială pentru dezvoltarea terapiei fotodinamice.
A doua generațieEdit
Acidul 5-AminolaevulinicEdit
Acidul 5-Aminolaevulinic (ALA) este un promedicament utilizat pentru tratarea și imaginea mai multor cancere și tumori superficiale. ALA este un precursor cheie în biosinteza porfirinei naturale, hema.
Haemul este sintetizat în fiecare celulă producătoare de energie din organism și este o componentă structurală cheie a hemoglobinei, mioglobinei și a altor hemoproteine. Precursorul imediat al hemei este protoporfirina IX (PPIX), un fotosensibilizator eficient. Haemul în sine nu este un fotosensibilizator, din cauza coordonării unui ion paramagnetic în centrul macrociclului, ceea ce determină o reducere semnificativă a duratei de viață a stării excitate.
Molcula de heem este sintetizată din glicină și succinil coenzima A (succinil CoA). Etapa de limitare a vitezei în calea de biosinteză este controlată de un mecanism de feedback strâns (negativ) în care concentrația de heem reglează producția de ALA. Cu toate acestea, această reacție controlată poate fi ocolită prin adăugarea artificială de ALA exogenă în exces în celule. Celulele răspund prin producerea de PPIX (fotosensibilizator) într-un ritm mai rapid decât cel în care enzima ferochelatază îl poate transforma în hema.
ALA, comercializat sub denumirea de Levulan, s-a dovedit promițător în terapia fotodinamică (tumori) atât prin administrare intravenoasă și orală, cât și prin administrare topică în tratamentul afecțiunilor dermatologice maligne și nemaligne, inclusiv psoriazis, boala Bowen și hirsutism (studii clinice de fază II/III).
ALA se acumulează mai rapid în comparație cu alți sensibilizatori administrați intravenos. Nivelurile maxime tipice de acumulare tumorală după administrare pentru PPIX sunt de obicei atinse în câteva ore; alte fotosensibilizatoare (intravenoase) pot necesita până la 96 de ore pentru a atinge nivelurile maxime. ALA este, de asemenea, excretat mai rapid din organism (∼24 ore) decât alte fotosensibilizatoare, minimizând efectele secundare ale fotosensibilizării.
Au fost examinați derivați esterificați de ALA cu biodisponibilitate îmbunătățită. Un ester de metil ALA (Metvix) este acum disponibil pentru carcinomul bazocelular și alte leziuni cutanate. Derivații benzilici (Benvix) și esterul hexilic (Hexvix) sunt utilizați pentru cancerele gastrointestinale și pentru diagnosticarea cancerului de vezică urinară.
VerteporfinEdit
Derivatul de benzoporfirină inel monoacid A (BPD-MA) comercializat sub denumirea Visudyne (Verteporfin, pentru injectare) a fost aprobat de autoritățile sanitare din mai multe jurisdicții, inclusiv de FDA din SUA, pentru tratamentul AMD umedă începând cu 1999. De asemenea, a fost supus unor studii clinice de fază III (SUA) pentru tratamentul cancerului cutanat non-melanom de piele.
Cromoforul BPD-MA are un maxim de absorbție cu deplasare spre roșu și intensificare pe lungime de undă lungă la aproximativ 690 nm. Pătrunderea în țesuturi a luminii la această lungime de undă este cu 50% mai mare decât cea obținută pentru Photofrin (λmax. = 630 nm)
Verteporfinul are și alte avantaje față de Photofrin, sensibilizatorul de primă generație. Acesta este absorbit rapid de tumoră (raport optim tumoare-țesut normal 30-150 de minute după injectarea intravenoasă) și este eliminat rapid din organism, minimizând fotosensibilitatea pacientului (1-2 zile).
PurlytinEdit
Fosensibilizatorul cu clorină tin etiopurpurină este comercializat sub denumirea de Purlytin. Purlytin a fost supus unor studii clinice de fază II pentru cancerul de sân metastatic cutanat și sarcomul Kaposi la pacienții cu SIDA (sindromul imunodeficienței dobândite). Purlytin a fost utilizat cu succes pentru tratarea afecțiunilor nemaligne psoriazis și restenoză.
Clorinele se disting de porfirinele părintești printr-o dublă legătură exociclică redusă, ceea ce diminuează simetria macrociclului conjugat. Acest lucru duce la o absorbție crescută în porțiunea de lungime de undă lungă a regiunii vizibile a spectrului electromagnetic (650-680 nm). Purilina este o purpurină; un produs de degradare a clorofilei.
Purilina are un atom de staniu chelat în cavitatea sa centrală care determină o deplasare spre roșu de aproximativ 20-30 nm (în raport cu fotofrina și etiopurpurina nemetalizată, λmax.SnEt2 = 650 nm). S-a raportat că Purlytin se localizează în piele și produce o fotoreacțiune la 7-14 zile după administrare.
FoscanEdit
Tetra(m-hidroxifenil)clorină (mTHPC) se află în studii clinice pentru cancerele de cap și gât sub denumirea comercială Foscan. De asemenea, a fost investigat în studii clinice pentru cancere gastrice și pancreatice, hiperplazie, sterilizarea câmpului după o intervenție chirurgicală pentru cancer și pentru controlul bacteriilor rezistente la antibiotice.
Foscan are un randament cuantic de oxigen singlet comparabil cu cel al altor fotosensibilizatori clorinici, dar doze mai mici de medicament și de lumină (de aproximativ 100 de ori mai fotoactiv decât Photofrin).
Foscan îi poate face pe pacienți fotosensibili timp de până la 20 de zile după iluminarea inițială.
LutexEdit
Lutetium texaphyrin, comercializat sub denumirea comercială Lutex și Lutrin, este o moleculă mare asemănătoare porfirinei. Texafirinele sunt porfirine expandate care au un miez de penta-aza. Oferă o absorbție puternică în regiunea 730-770 nm. Transparența țesuturilor este optimă în acest interval. Ca urmare, PDT pe bază de Lutex poate fi (potențial) efectuată mai eficient la adâncimi mai mari și pe tumori mai mari.
Lutex a intrat în faza II de studii clinice pentru evaluarea împotriva cancerului de sân și a melanoamelor maligne.
Un derivat al Lutex, Antrin, a fost supus studiilor clinice de fază I pentru prevenirea restenozei vaselor după angioplastia cardiacă prin fotoinactivarea celulelor spumoase care se acumulează în plăcile arteriolare. Un al doilea derivat Lutex, Optrin, se află în faza I de studii clinice pentru AMD.
Texafirinele au, de asemenea, potențial ca radiosensibilizatori (Xcytrin) și chimiosensibilizatori. Xcytrin, o texafirină cu gadoliniu (motexafin gadoliniu), a fost evaluată în studiile clinice de fază III împotriva metastazelor cerebrale și în studiile clinice de fază I pentru tumorile cerebrale primare.
ATMPnEdit
9-Acetoxi-2,7,12,17-tetrakis-(β-metoxietil)-porfizen a fost evaluat ca agent pentru aplicații dermatologice împotriva psoriazisului vulgar și a cancerului de piele non-melanom superficial.
Ftalocianină de zincEdit
O formulă lipozomală de ftalocianină de zinc (CGP55847) a fost supusă unor studii clinice (faza I/II, Elveția) împotriva carcinoamelor cu celule scuamoase ale tractului aerodigestiv superior. Ftalocianinele (PC) sunt înrudite cu porfirinele tetra-aza. În loc de patru atomi de carbon de legătură în pozițiile mezo, ca în cazul porfirinelor, PC-urile au patru atomi de azot care leagă subunitățile pirrolice. PC-urile au, de asemenea, o cale conjugată extinsă: un inel benzenic este fuzionat la pozițiile β ale fiecăreia dintre cele patru subunități pirrolice. Aceste inele întăresc absorbția cromoforului la lungimi de undă mai mari (în comparație cu porfirinele). Banda de absorbție a PC-urilor este cu aproape două ordine de mărime mai puternică decât cea mai înaltă bandă Q a hematoporfirinei. Aceste caracteristici favorabile, împreună cu capacitatea de a funcționaliza selectiv structura lor periferică, fac din PC-uri candidați favorabili pentru fotosensibilizare.
Un derivat de PC de aluminiu sulfonat (Photosense) a intrat în studii clinice (Rusia) împotriva tumorilor maligne ale pielii, sânului și plămânilor și a cancerului tractului gastrointestinal. Sulfonarea crește în mod semnificativ solubilitatea PC în solvenți polari, inclusiv în apă, evitând necesitatea unor vehicule de livrare alternative.
PC4 este un complex de siliciu în curs de investigare pentru sterilizarea componentelor sanguine împotriva cancerelor umane de colon, de sân și ovarian și împotriva gliomului.
Un neajuns al multora dintre metalo-PC-uri este tendința lor de a se agrega în tamponul apos (pH 7,4), ceea ce duce la o scădere sau la pierderea totală a activității lor fotochimice. Acest comportament poate fi redus la minimum în prezența detergenților.
Porfrazinele cationice metalizate (PZ), inclusiv PdPZ+, CuPZ+, CdPZ+, MgPZ+, AlPZ+ și GaPZ+, au fost testate in vitro pe celule V-79 (fibroblaste pulmonare de hamster chinezesc). Acești fotosensibilizatori prezintă o toxicitate substanțială la întuneric.
NaftalocianineEdit
Naftalocianinele (NC) sunt un derivat extins al PC. Ele au un inel benzenic suplimentar atașat la fiecare subunitate de izoindole de la periferia structurii PC. Ulterior, NC-urile absorb puternic la lungimi de undă chiar mai mari (aproximativ 740-780 nm) decât PC-urile (670-780 nm). Această absorbție în regiunea infraroșu apropiat face din NC-uri candidați pentru tumorile puternic pigmentate, inclusiv melanoamele, care prezintă probleme semnificative de absorbție pentru lumina vizibilă.
Cu toate acestea, problemele asociate cu fotosensibilizatorii NC includ o stabilitate mai scăzută, deoarece se descompun în prezența luminii și a oxigenului. Metalo-NC-urile, care nu au liganzi axiali, au tendința de a forma agregate H în soluție. Aceste agregate sunt fotoactive, compromițând astfel eficacitatea fotodinamică a NC-urilor.
Naftalocianina de siliciu atașată la copolimerul PEG-PCL (poli(etilenglicol)-bloc-poly(ε-caprolactonă)) se acumulează selectiv în celulele canceroase și atinge o concentrație maximă după aproximativ o zi. Compusul oferă imagistică de fluorescență în infraroșu apropiat (NIR) în timp real, cu un coeficient de extincție de 2,8 × 105 M-1 cm-1 și fototerapie combinatorie cu mecanisme terapeutice fototermice și fotodinamice duale care pot fi adecvate pentru tumorile rezistente la adriamicină. Particulele au avut o dimensiune hidrodinamică de 37,66 ± 0,26 nm (indice de polidispersitate = 0,06) și o sarcină de suprafață de -2,76 ± 1,83 mV.
Grupuri funcționaleEdit
Alterarea funcționalității periferice a cromoforilor de tip porfirină poate afecta activitatea fotodinamică.
Diamino porfirinele de platină prezintă o activitate antitumorală ridicată, demonstrând efectul combinat al citotoxicității complexului de platină și al activității fotodinamice a speciei de porfirină.
Au fost investigați derivați de PC încărcați pozitiv. Se crede că speciile cationice se localizează selectiv în mitocondrii.
Au fost investigați derivații cationici de zinc și cupru. PC-ul complexat cu zinc încărcat pozitiv este mai puțin activ din punct de vedere fotodinamic decât omologul său neutru in vitro împotriva celulelor V-79.
Porfirinele cationice solubile în apă care poartă grupări funcționale nitrofenil, aminofenil, hidroxifenil și/sau piridinil prezintă citotoxicitate variabilă față de celulele canceroase in vitro, în funcție de natura ionului metalic (Mn, Fe, Zn, Ni) și de numărul și tipul de grupări funcționale. Derivatul piridiniumil al manganului a demonstrat cea mai mare activitate fotodinamică, în timp ce analogul de nichel este fotoactiv.
Un alt complex metalo-porfirinic, chelatatul de fier, este mai fotoactiv (față de HIV și virusul imunodeficienței simiene în celulele MT-4) decât complexele de mangan; derivatul de zinc este fotoactiv.
Compușii porfirinelor sulfonate hidrofile și PC-urilor (AlPorphyrin și AlPC) au fost testați pentru activitatea fotodinamică. Analogii disulfonați (cu grupe sulfonate substituite adiacente) au prezentat o activitate fotodinamică mai mare decât omologii lor di-(simetrici), mono-, tri- și tetra-sulfonați; activitatea tumorală a crescut odată cu creșterea gradului de sulfonare.
A treia generațieEdit
Mulți fotosensibilizatori sunt slab solubili în medii apoase, în special la pH fiziologic, ceea ce limitează utilizarea lor.
Strategii alternative de administrare variază de la utilizarea emulsiilor ulei în apă (ulei în apă) până la vehicule purtătoare, cum ar fi lipozomii și nanoparticulele. Deși aceste sisteme pot crește efectele terapeutice, sistemul purtător poate scădea involuntar randamentul cuantic al oxigenului singlet „observat” (ΦΔ): oxigenul singlet generat de fotosensibilizator trebuie să se difuzeze în afara sistemului purtător; și, deoarece se crede că oxigenul singlet are o rază de acțiune îngustă, este posibil să nu ajungă la celulele țintă. Purtătorul poate limita absorbția luminii, reducând randamentul oxigenului singulet.
O altă alternativă care nu prezintă problema difuziei este utilizarea de fracțiuni. Strategiile includ atașarea directă a fotosensibilizatorilor la molecule biologic active, cum ar fi anticorpii.
MetalizareEdit
Diferite metale se formează în complecși cu macrocicluri fotosensibilizatoare. Mai mulți fotosensibilizatori de a doua generație conțin un ion metalic central chelat. Principalii candidați sunt metalele de tranziție, deși au fost sintetizați fotosensibilizatori coordinați cu metale din grupa 13 (Al, AlPcS4) și din grupa 14 (Si, SiNC și Sn, SnEt2).
Ionul metalic nu conferă complexului o fotoactivitate definitivă. Complecșii de cupru (II), cobalt (II), fier (II) și zinc (II) ai Hp sunt toți fotoinactivi, spre deosebire de porfirinele fără metal. Cu toate acestea, fotosensibilizatorii de texafirină și PC nu conțin metale; numai metalo-complecșii au demonstrat o fotosensibilizare eficientă.
Ionul metalic central, legat de un număr de fotosensibilizatori, influențează puternic proprietățile fotofizice ale fotosensibilizatorului. Chelarea metalelor paramagnetice la un cromofor PC pare să scurteze duratele de viață ale tripleților (până la intervalul de nanosecunde), generând variații ale randamentului cuantic al tripleților și ale duratei de viață a stării triplet fotoexcitate.
Se știe că anumite metale grele îmbunătățesc încrucișarea între sisteme (ISC). În general, metalele diamagnetice favorizează ISC și au o durată de viață lungă a tripletului. În schimb, speciile paramagnetice dezactivează stările excitate, reducând durata de viață a stării excitate și împiedicând reacțiile fotochimice. Cu toate acestea, printre excepțiile de la această generalizare se numără octaetilbenzoclorina de cupru.
Multe specii paramagnetice metalizate de texafirină prezintă timpi de viață ai stării triplet în intervalul de nanosecunde. Aceste rezultate sunt oglindite de PC-uri metalizate. PC-urile metalizate cu ioni diamagnetici, cum ar fi Zn2+, Al3+ și Ga3+, produc, în general, fotosensibilizatori cu randamente cuantice și timpi de viață dezirabili (ΦT 0,56, 0,50 și 0,34 și τT 187, 126 și, respectiv, 35 μs). Fotosensibilizatorul ZnPcS4 are un randament cuantic al oxigenului singlet de 0,70; aproape de două ori mai mare decât cel al majorității celorlalți mPC (ΦΔ cel puțin 0,40).
Metalo-porfirine extinseEdit
Porfirinele extinse au o cavitate centrală de legare mai mare, mărind gama de metale potențiale.
Metalo-porfirinele diamagnetice au demonstrat proprietăți fotofizice; randamente cuantice triplete ridicate și generarea eficientă de oxigen singulet. În special, derivații de zinc și cadmiu prezintă randamente cuantice triplet apropiate de unitate. În schimb, metalo-texafirinele paramagnetice, Mn-Tex, Sm-Tex și Eu-Tex, au randamente cuantice triplet nedetectabile. Acest comportament este paralel cu cel observat pentru metalo-porfirinele corespunzătoare.
Derivatul cadmiu-texafirină a demonstrat o activitate fotodinamică in vitro împotriva celulelor leucemice umane și a bacteriilor Gram pozitive (Staphylococcus) și Gram negative (Escherichia coli). Deși studiile de urmărire au fost limitate cu acest fotosensibilizator din cauza toxicității ionului de cadmiu complexat.
Un seco-porfirazin metalizat cu zinc are un randament cuantic ridicat de oxigen singlet (ΦΔ 0,74). Acest fotosensibilizator de tip porfirină expandată a prezentat cea mai bună capacitate de fotosensibilizare a oxigenului singlet dintre toate seco-porfirinele raportate. Au fost sintetizați derivați de platină și de paladiu cu randamente cuantice de oxigen singulet de 0,59 și, respectiv, 0,54.
Metalo-cloruri/bacterio-cloruriEdit
Purpurinele de staniu (IV) sunt mai active, în comparație cu purpurinele analoge de zinc (II), împotriva cancerelor umane.
Derivații de benzoclorină sulfonată au demonstrat un răspuns fototerapeutic redus împotriva celulelor de leucemie murină L1210 in vitro și a carcinomului celular urotelial transplantat la șobolani, în timp ce benzoclorinele metalizate cu staniu (IV) au prezentat un efect fotodinamic crescut în același model tumoral.
Octaetilbenzoclorura de cupru a demonstrat o fotoactivitate mai mare față de celulele leucemice in vitro și față de un model de tumoră vezicală de șobolan. Aceasta poate proveni din interacțiunile dintre gruparea cationică iminium și biomolecule. Astfel de interacțiuni pot permite ca reacțiile de transfer de electroni să aibă loc prin intermediul stării excitate singlet de scurtă durată și să ducă la formarea de radicali și ioni radicali. Derivatul fără cupru a prezentat un răspuns tumoral cu intervale scurte între administrarea medicamentului și activitatea fotodinamică. O activitate in vivo crescută a fost observată cu analogul de benzoclorină de zinc.
Metalo-ftalocianineEdit
Proprietățile PC-urilor sunt puternic influențate de ionul metalic central. Coordonarea ionilor metalelor de tranziție dă naștere la metalo-complecși cu timpi de viață tripluți scurți (interval de nanosecunde), rezultând randamente cuantice și timpi de viață tripluți diferiți (în raport cu analogii nemetalici). Metalele diamagnetice, cum ar fi zincul, aluminiul și galiul, generează metalo-ftalocianine (MPC) cu randamente cuantice de triplet ridicate (ΦT ≥ 0,4) și timpi de viață scurți (ZnPCS4 τT = 490 Fs și AlPcS4 τT = 400 Fs) și randamente cuantice de oxigen singlet ridicate (ΦΔ ≥ 0,7). Ca urmare, ZnPc și AlPc au fost evaluate ca fotosensibilizatori de a doua generație, activi împotriva anumitor tumori.
Metalo-naftocianinesulfobenzo-porphyrazine (M-NSBP)Edit
Aluminiul (Al3+) a fost coordonat cu succes la M-NSBP. Complexul rezultat a prezentat activitate fotodinamică împotriva șoarecilor Balb/c purtători de tumori EMT-6 (analogul disulfonat a demonstrat o fotoactivitate mai mare decât monoderivatul).
Metalo-naftalocianineEdit
Lucrările cu zinc NC cu diferiți substituenți amido au arătat că cel mai bun răspuns fototerapeutic (carcinom pulmonar Lewis la șoareci) cu un analog tetrabenzamido. Complecși de siliciu (IV) NC cu doi liganzi axiali în anticiparea liganzilor minimizează agregarea. Analogii disubstituiți ca potențiali agenți fotodinamici (un NC de siloxan substituit cu doi liganzi de metoxietilenglicol) sunt un fotosensibilizator eficient împotriva carcinomului pulmonar Lewis la șoareci. SiNC2 este eficient împotriva celulelor de fibrosarcom MS-2 la șoarecii Balb/c. NC de siloxan pot fi fotosensibilizatori eficienți împotriva tumorilor EMT-6 la șoarecii Balb/c. Capacitatea derivaților metalo-NC (AlNc) de a genera oxigen singulet este mai slabă decât cea a metalo-PC analogi (sulfați) (AlPC); se pare că este cu 1,6-3 ordine de mărime mai mică.
În sistemele de porfirine, ionul de zinc (Zn2+) pare să împiedice activitatea fotodinamică a compusului. În schimb, în sistemele π superioare/expansionate, coloranții chelați cu zinc formează complecși cu rezultate bune spre mari.
Un studiu amplu al texafirinelor metalizate, axat pe ionii metalici de lantanide (III), Y, In, Lu, Cd, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm și Yb, a constatat că atunci când Lu (III) diamagnetic a fost complexat cu texafirina, a fost generat un fotosensibilizator eficient (Lutex). Cu toate acestea, utilizarea ionului paramagnetic Gd (III) pentru metalul Lu nu a prezentat nicio activitate fotodinamică. Studiul a constatat o corelație între duratele de viață ale stărilor excitate-singlet și triplet și rata de ISC a complecșilor diamagnetici ai texafirinei, Y(III), In (III) și Lu (III) și numărul atomic al cationului.
Metalo-texafirinele paramagnetice au prezentat o ISC rapidă. Duratele de viață ale tripleților au fost puternic afectate de alegerea ionului metalic. Ionii diamagnetici (Y, In și Lu) au prezentat timpi de viață ai tripleților variind între 187, 126 și, respectiv, 35 μs. Duratele de viață comparabile pentru speciile paramagnetice (Eu-Tex 6,98 μs, Gd-Tex 1,11, Tb-Tex < 0,2, Dy-Tex 0,44 × 10-3, Ho-Tex 0,85 × 10-3, Er-Tex 0,76 × 10-3, Tm-Tex 0.12 × 10-3 și Yb-Tex 0,46) au fost obținute.
Cei trei complecși paramagnetici măsurați au avut valori semnificativ mai mici decât metalo-texafirinele diamagnetice.
În general, randamentele cuantice de oxigen singlet au urmat îndeaproape randamentele cuantice de triplet.
Diferitele texafirine diamagnetice și paramagnetice investigate au un comportament fotofizic independent în raport cu magnetismul unui complex. Complecșii diamagnetici au fost caracterizați de randamente cuantice de fluorescență relativ ridicate, de durate de viață de singlet și de triplet excitat și de randamente cuantice de oxigen singlet; în contrast distinct cu speciile paramagnetice.
Speciile diamagnetice încărcate cu +2 par să prezinte o relație directă între randamentele lor cuantice de fluorescență, duratele de viață ale stărilor excitate, rata de ISC și numărul atomic al ionului metalic. Cea mai mare rată ISC diamagnetică a fost observată pentru Lu-Tex; un rezultat atribuit efectului atomului greu. Efectul atomului greu a fost valabil și pentru randamentele cuantice și duratele de viață ale tripleților Y-Tex, In-Tex și Lu-Tex. Randamentele cuantice și duratele de viață ale tripleților au scăzut odată cu creșterea numărului atomic. Randamentul cuantic al oxigenului singlet s-a corelat cu această observație.
Proprietățile fotofizice afișate de speciile paramagnetice au fost mai complexe. Datele/comportamentul observat nu a fost corelat cu numărul de electroni nepereche aflați pe ionul metalic. De exemplu:
- Ratele ISC și duratele de viață ale fluorescenței au scăzut treptat odată cu creșterea numărului atomic.
- Cromoforii Gd-Tex și Tb-Tex au prezentat (în ciuda unui număr mai mare de electroni neîmperecheați) rate mai mici de ISC și timpi de viață mai lungi decât Ho-Tex sau Dy-Tex.
Pentru a obține o distrugere selectivă a celulelor țintă, protejând în același timp țesuturile normale, fie fotosensibilizatorul poate fi aplicat local în zona țintă, fie țintele pot fi iluminate local. Afecțiunile cutanate, inclusiv acneea, psoriazisul și, de asemenea, cancerele de piele, pot fi tratate topic și iluminate local. Pentru țesuturile interne și cancere, fotosensibilizatorii administrați intravenos pot fi iluminați cu ajutorul endoscoapelor și al cateterelor cu fibră optică.
Fosensibilizatorii pot viza specii virale și microbiene, inclusiv HIV și MRSA. Cu ajutorul PDT, agenții patogeni prezenți în probele de sânge și măduvă osoasă pot fi decontaminați înainte ca probele să fie utilizate în continuare pentru transfuzii sau transplanturi. PDT poate eradica, de asemenea, o mare varietate de agenți patogeni ai pielii și ai cavităților bucale. Având în vedere gravitatea pe care au căpătat-o în prezent agenții patogeni rezistenți la medicamente, se fac din ce în ce mai multe cercetări privind PDT ca o nouă terapie antimicrobiană.
.