A Fotoquimioterapia (FQT) vem sendo usada no tratamento de várias doenças, inclusive câncer, com a vantagem de ser menos agressiva, possuindo efeitos colaterais negativos desprezíveis. Esta técnica envolve a combinação de uma fonte de luz visível e de um fotossensibilizador (FS), que é reativo apenas sob a irradiação com luz adequada, e que se acumula preferencialmente no tecido doente. Uma ideia para deixar essa técnica mais eficiente é potencializar esta última característica do FS com uso de um carreador que tenha afinidade com tecidos doentes. Pensamos na hipótese de usar a albumina do soro como carreador uma vez que ela é uma proteína intrínseca do organismo, tem alta afinidade com os tecidos tumorais e possui sítios para ligar vários compostos extrínsecos. Como modelo usamos a albumina de soro bovino (ASB). Como FS utilizamos acridina laranja, nitrofurantoína, corantes ciânicos com dois cromóforos e protoporfirina IX (PpIX) sintética e extraída de glândulas Harderianas de ratos da linhagem Wistar (PpIX endógena). Foram analisadas as características de ligação entre os FS e a ASB e seus efeitos nas características fotofísicas dos FS em função da sua estrutura, utilizando espectroscopias de absorção ótica, fluorescência estática e resolvida no tempo e a técnica de microscopia de imagens por tempo de vida da fluorescência (FLIM). Foi mostrado que a ligação com ASB induz ao deslocamento batocrômico dos espectros de absorção e da fluorescência, aumentando a intensidade e o tempo de vida de fluorescência dos FS. Características como carga positiva, estrutura linear e tamanho pequeno da molécula do FS favorecem sua ligação com a ASB. Uma comparação entre PpIX sintética e endógena mostrou que a formação de um complexo da PpIX com estruturas anfifílicas também aumenta a probabilidade da sua ligação com a ASB. Os resultados obtidos mostraram que a ASB se liga efetivamente aos FS de diferentes estruturas e pode ser usada como carreador dos mesmos para tecidos tumorais. / Photochemotherapy (PCT) is used for the treatment of various diseases, including cancer, with the advantage of being less aggressive with reduced adverse effects. This technique includes the use of a visible light source and a photosensitizer (PS), which is reactive only under light exposure and localizes preferably in abnormal tissues. To make this technique more efficient it is necessary to increase the PS content in these tissues using a carrier which possesses affinity with these tissues and is able to bind PS. A good opportunity is to use serum albumin as a carrier since it is an intrinsic protein, has high affinity to tumor tissues and possesses sites for binding of various extrinsic compounds. In this work the bovine serum albumin (BSA) was used as a carrier model. Acridine orange, nitrofurantoin, cyanine dyes with two chromophores and protoporphyrin IX synthetic and extracted from Harderian glands of Wistar line rats (endogenous) were used as PS. The characteristics of the PS binding with BSA and the effect of this interaction on PS photophysical properties were studied using optical absorption, steady-state and time resolved fluorescence spectroscopies, and fluorescence lifetime image microscopy (FLIM). It was demonstrated that PS binding with BSA produces a bathochromic shift in the PS absorption and fluorescence spectra and increases its fluorescence intensity and lifetime. The positive charge, linear structure and small size of the PS molecule favors its binding with BSA. A comparison between synthetic and endogenous PpIX demonstrates that complexation of PpIX molecule with an amphiphilic structure increases the probability of its binding with BSA. The obtained results demonstrate that BSA binds effectively PS with different molecular structures and it is promising for their transport to tumor tissue.

A imobilização de fotossensibilizadores (FS) em materiais nanométricos tem se mostrado uma excelente alternativa ao seu emprego na forma molecular para terapia fotodinâmica (PDT). O presente trabalho descreve uma série de estratégias sintéticas desenvolvidas para a imobilização de FS em nanoesferas de sílica contendo núcleos magnéticos, bem como o estudo das propriedades foto-químicas, foto-físicas e morfológicas dos nanomateriais obtidos. Os FS utilizados foram o azul de metileno, tionina, azure A, protoporfirina IX, hematoporfirina IX e clorofilina. As metodologias de imobilização empregadas envolveram a adição do FS durante o crescimento da camada de sílica ou a ligação do FS na superfície do nanomaterial já formado. Em alguns casos foi necessário modificar previamente o FS com organossilanos. Os núcleos magnéticos foram preparados por co-precipitação de sais de ferro(II) e ferro(III) em meio básico e o revestimento com sílica foi realizado utilizando-se tetraetilortossilicato em uma microemulsão. Os núcleos magnéticos revestidos com uma camada de sílica mantiveram o comportamento superparamagnético. Para a tionina e o azul de metileno não foi detectada geração de oxigênio singlete após a imobilização. Para o azure A, protoporfirina IX e clorofilina imobilizados, a geração de oxigênio singlete foi detectada e caracterizada por métodos químicos e físicos. O material contendo clorofilina mostrou-se bastante promissor e foi empregado em estudos preliminares com células HeLa, levando à morte celular após irradiação, o que comprova o potencial para PDT. O comportamento do fotossensibilizador imobilizado e a possível proteção extra fornecida pela camada de sílica foram estudados pela supressão de fluorescência com íons brometo e supressão da geração de oxigênio singlete com albumina de soro bovino. Hematoporfirina IX é mais afetada na forma livre do que imobilizada em nanoesferas de sílica, o que indica que o FS imobilizado é capaz de gerar oxigênio singlete e está mais protegido de interferentes. / The immobilization of photosensitizers (PS) in nanometric materials is an excellent alternative to their use in molecular forms for photodynamic therapy (PDT). The present work describes a series of synthetic strategies for the immobilization of PS on silica nanospheres containing magnetic nucleous, as well as the studies of the photochemical, photophysical and morphological properties of the obtained materials. The studied PS were methylene blue, thionin, azure A, protoporphyrin IX, hematoporphyrin IX and chlorophyllin. The immobilization methodologies involve the addition of PS during the growth of the silica shell or the attachment of PS to the material surface. Often, a previous modification of the PS with organosilanes was necessary. The magnetic cores were prepared by co-precipitation of iron(II) and iron(III) salts in basic media and the coating with silica was performed by a microemulsion using TEOS. After coating with silica, the magnetic nanomaterial maintained the superparamagnetic behavior. The generation of singlet oxygen by thionin and methylene blue was not detect after immobilization. The generation of singlet oxygen by immobilized azure A, protoporphyrin IX and chlorophyllin was detected and characterized by chemical and physical methods. The material containing chlorophyllin is promising for PDT and was applied in preliminary studies with HeLa cells, causing cell death after irradiation. The behavior of the immobilized PS and the possible extra protection given by the silica shell were investigated by fluorescence quenching with bromide ions and by suppression of singlet oxygen generation with bovine serum albumin. Hematoporphyrin IX was more affected in the free form than immobilized in silica nanospheres, which indicates that the immobilized FS still generates singlet oxygen and is more protected against interfering species

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - Livia Helema Moreira da Silva.pdf: 9133264 bytes, checksum: 7ce4e3195e33e4e4dd04e40229f544bb (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Experiments were carried out to adapt the technical photodynamic therapy (PDT) to the subclinical mastitis treatment in bovine. Two LEDs equipments were tested with manufactured acrylic fibers to penetration in the teats. Different energy densities were tested to development the methodology. The photodynamic therapy using low energy density was efficient to treat subclinical mastitis, it can be seen the reduction of mammary infection. The constructions the acrylic fibers to LEDs equipments were efficient, where it was possible to reach all interior of the mammary treated. The toluidine blue at 2,5% was efficient to light dispersal and in microbial activity. The energy densities (ED) used was efficient to the principal microbial agents of subclinical mastitis found in the present work. Staphylococcus coagulase positive was removed with ED 25J/cm2, Staphylococus coagulase negative were removed with ED 75J/cm2, Bacillus sp was removed with ED 100J/cm2, Streptococcus dysgalactiae bacterial total count was reduced when ED 200J/cm2 was used. / Foram realizados v?rios experimentos para adequar ? t?cnica terapia fotodin?mica (PDT) para o tratamento de mastite subcl?nica em bovinos. Foram avaliados dois aparelhos de LEDs adaptados com fibra de acr?lico para a penetra??o nos tetos. Varias densidades de energia foram testadas para o efeito desejado com o desenvolvimento de uma metodologia pr?pria. A terapia fotodin?mica utilizando baixa densidade de energia para tratar mastite subcl?nica foi eficiente posto que, houve redu??o na infec??o nos quartos mam?rios tratados. As adapta??es para adequa??o dos aparelhos LEDs para tratamento dos tetos afetados com mastite subcl?nica em bovinos foi eficiente permitindo que a irradia??o atingisse todo interior do quarto mam?rio tratado. O agente fotossensibilizante azul de toluidina a 2,5% foi capaz de desencadear o efeito desejado permitindo a dispers?o da luz e estimulando resposta antimicrobiana. As densidades de energia (DE) testadas reduziram os principais agentes microbianos isolados. Staphylococcus coagulase positivos foi eliminado com DE 25J/cm2, Estafilococos coagulase negativos com DE 75J/cm2, Bacillus sp. com DE 100J/cm2 e Streptococcus dysgalactiae diminuiu na contagem bacteriana total quando se utilizou DE 200J/cm2.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-08-15T18:23:07Z No. of bitstreams: 1 2009 - L?via Helena Moreira da Silva.pdf: 9761965 bytes, checksum: 0fa6815cc4bc10c43d8eea0b989dc84d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T18:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - L?via Helena Moreira da Silva.pdf: 9761965 bytes, checksum: 0fa6815cc4bc10c43d8eea0b989dc84d (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / CNPq / Experiments were carried out to adapt the technical photodynamic therapy (PDT) to the subclinical mastitis treatment in bovine. Two LEDs equipments were tested with manufactured acrylic fibers to penetration in the teats. Different energy densities were tested to development the methodology. The photodynamic therapy using low energy density was efficient to treat subclinical mastitis, it can be seen the reduction of mammary infection. The constructions the acrylic fibers to LEDs equipments were efficient, where it was possible to reach all interior of the mammary treated. The toluidine blue at 2,5% was efficient to light dispersal and in microbial activity. The energy densities (ED) used was efficient to the principal microbial agents of subclinical mastitis found in the present work. Staphylococcus coagulase positive was removed with ED 25J/cm2 removed with ED 75J/cm2, Staphylococus coagulase negative were , Bacillus sp was removed with ED 100J/cm2 , Streptococcus dysgalactiae bacterial total count was reduced when ED 200J/cm2 was used. / Foram realizados v?rios experimentos para adequar ? t?cnica terapia fotodin?mica (PDT) para o tratamento de mastite subcl?nica em bovinos. Foram avaliados dois aparelhos de LEDs adaptados com fibra de acr?lico para a penetra??o nos tetos. Varias densidades de energia foram testadas para o efeito desejado com o desenvolvimento de uma metodologia pr?pria. A terapia fotodin?mica utilizando baixa densidade de energia para tratar mastite subcl?nica foi eficiente posto que, houve redu??o na infec??o nos quartos mam?rios tratados. As adapta??es para adequa??o dos aparelhos LEDs para tratamento dos tetos afetados com mastite subcl?nica em bovinos foi eficiente permitindo que a irradia??o atingisse todo interior do quarto mam?rio tratado. O agente fotossensibilizante azul de toluidina a 2,5% foi capaz de desencadear o efeito desejado permitindo a dispers?o da luz e estimulando resposta antimicrobiana. As densidades de energia (DE) testadas reduziram os principais agentes microbianos isolados. Staphylococcus coagulase positivos foi eliminado com DE 25J/cm2, Estafilococos coagulase negativos com DE 75J/cm2, Bacillus sp. com DE 100J/cm2 e Streptococcus dysgalactiae diminuiu na contagem bacteriana total quando se utilizou DE 200J/cm

Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 154-156).

A terapia fotodinâmica consiste em uma nova e promissora técnica de tratamento de câncer. O tratamento se baseia na administração tópica ou sistêmica de um fotossensibilizador, que se acumula seletivamente em tecido tumoral. Na presença de luz e oxigênio o fotossensibilizador produz espécies tóxicas levando as células à morte. Neste trabalho foi determinada a eficiência fotodinâmica dos corantes fenotiazínicos (Azul de Metileno e Azul de Toluidina O) e xantenos (Rose Bengal, Eritrosina B, Eosina Y e Fluoresceína) através da comparação dos valores de concentração inibitória media (IC50) em células tumorais HEp-2; atividade fotodinâmica utilizando o ácido úrico como dosímetro químico; interação com proteína através da constante de ligação (KA) com BSA e coeficiente de partição em octanol-água (logP). Os resultados foram relacionados com as propriedades moleculares destes corantes afim de se obter uma melhor compreensão de suas estruturas e fornecer subsídios para o planejamento de novos e melhores compostos para serem utilizados como fotossensibilizadores em PDT. Os experimentos mostraram que os fenotiazínicos são mais citotóxicos nesta linhagem celular do que os xantenos, sendo que o Azul de Toluidina O possui o menor valor de IC50. Dentre os xantenos, o Rose Bengal foi o fotossensibilizador mais eficiente em causar fotoxidação do ácido úrico e o Azul de Toluidina O dentre os fenotiazínicos. Estes resultados estão de acordo com os resultados obtidos nos experimentos citotóxicos, em que Rose Bengal e Azul de Toluidina O apresentam os menores valores de IC50, em suas respectivas famílias. Os xantenos possuem maior interação com BSA do que os fenotiazínicos. Os corantes fenotiazínicos são mais hidrofóbicos do que os xantenos (com vii exceção do Rose Bengal), o que corrobora com os valores de IC50, pois também são os mais citotóxicos. Relacionando algumas propriedades moleculares dos corantes obtidos no estudo teórico com os dados experimentais observou-se que; i) quanto menor os valores das energias dos orbitais HOMO e LUMO maior foi os valores obtidos de IC50; ii) os corantes fenotiazínicos são moléculas menores que os corantes xantenos, facilitando sua difusão pela membrana plasmática e a localização nas organelas; iii) nos corantes xantenos a substituição por um átomo de número atômico maior provoca aumento no valor da atividade fotodinâmica e iv) os xantenos apresentam momentos de dipolo maiores do que os fenotiazínicos, explicando assim a maior hidrofilicidade dos xantenos. Os resultados obtidos mostraram que os corantes fenotiazínicos possuem uma eficiência fotodinâmica superior aos dos corantes xantenos, sendo que o Azul de Toluidina O é o mais eficiente e deve ser considerado como agente potencial para aplicação em PDT. / The photodynamic therapy consists in a new technique for cancer treatment. The treatment is based on topic or systemic administration of a photosensitizer, which is selectively retained in tumor tissue. In the presence of light and oxygen, it produces toxic species to cells leading to their death. In this work it was determinated the photodynamic efficiency of phenothiazinium (Methylene Blue and Toluidine Blue O) and xanthene dyes (Rose Bengal, Erythrosin B, Eosin Y and Fluorescein) by comparing the values of medium inibitory concentration (IC50) in HEp-2; photodynamic activity using the uric acid as a chemical dosimeter; interaction with protein through the binding constant (KA) with BSA and the octanolwater partition coefficient (logP). The results were related with the molecular properties of these dyes, in order to obtain a better understanding of their structures and provide insights for the design of new and better compounds to be used as photosensitizers in PDT. The experiments showed that the phenothiazine dyes are more cytotoxic in this cell line than the xanthenes, being Toluidine Blue the one that has the lower IC50. Among the xanthenes, Rose Bengal was the most efficient photosensitizer in causing photoxidation of uric acid and the Toluidine Blue O among the phenothiazines. These results are consistent with the ones obtained in the cytotoxicity experiments, once the Rose Bengal and Toluidine Blue O have the lower IC50 values, when compared with the other dyes studied in the same family. The xathenes have higher interaction with BSA than the phenothiazines. The phenothiazine dyes are more hydrophobic than the xanthenes (with the exception of Rose Bengal), which corroborate with the IC50 values, once they are also the most cytotoxic. Relating some molecular properties of the dyes obtained in the theoretical studies with the experimental data, it could be observed that; i) the lower is the values of HOMO and LUMO energy, the high is the IC50; ii) the phenothiazine dyes are smaller molecules than the xanthenes, which facilitate their diffusion across the plasmatic membrane and the localization in organelles; iii) in xanthenes dyes the substitution for an atom with higher atomic number increases the photodynamic activity, and iv) the xanthenes dyes have the higher dipole moment than the phenothiazines, explaining the higher hydrophilicity of the xanthenes. The obtained results showed that the phenothiazine dyes have higher photodynamic efficiency than the xanthenes dyes, being Toluidine Blue the most efficient of these dyes and it should be considered as a potential agent for photodynamic therapy.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) caracteriza-se por um conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que ocorre após a administração de compostos fotossensibilizantes, que ficam retidos preferencialmente nos tecidos alterados, ao que se segue a irradiação com luz visível, ativando esses fotossensibilizadores (FS) por meio da absorção da luz. Nesta modalidade terapêutica, ocorrem mecanismos de transferência de energia entre o FS e o oxigênio molecular presente nos tecidos, gerando espécies reativas de oxigênio capazes de levar as células à morte. A TFD tem uma de suas principais aplicações no tratamento do câncer de pele, e este trabalho tem por objetivo otimizar tal aplicação utilizando a luz intensa pulsada (LIP) como sistema de irradiação. Na literatura, estudos demonstram a eficiência da aplicação de LIP na área dermatológica e estética na remoção de pelos, tratamento de lesões vasculares, acnes e no fotorejuvenescimento da pele, através de efeitos fotoquímicos e térmicos, mas não há relatos sobre aplicações terapêuticas para o câncer de pele. A aplicação da LIP em TFD leva a diferentes tipos de vantagens destacando-se a possibilidade de diminuição do tempo de tratamento, com consequente redução da dor durante o procedimento. Além disso a possibilidade de aplicação de misturas de FSs que absorvam em diferentes comprimentos de onda, promovendo a ativação simultânea de diferentes bandas de absorção que pode levar a potencialização do efeito da TFD. A ideia da irradiação com LIP é permitir a possibilidade de excitar diferentes bandas do FS simultaneamente, bem como reduzir os níveis de saturação do oxigênio dos tecidos devido a longos períodos de irradiação, minimizando também possíveis efeitos térmicos ocasionados pela irradiação prolongada. Neste trabalho, estudou-se a TFD com um equipamento comercial de LIP (Intense Pulse Light, HKS801) utilizando dois precursores do FS endógeno Protoporfirina (PpIX), 5-ácido aminolevulínico (ALA) e aminolevulinato de metila (M-ALA) e os FSs Photodithazine (PDZ) e Indocianina verde (ICV), em modelo de pele normal de suínos. As diferenças relativas à aplicação tópica de ALA e M-ALA por meio de creme e através da aplicação em sistema de injeção de alta pressão sem agulhas (SAFE INJECT) foram avaliadas. O sistema de injeção também foi utilizado para disponibilização dos FSs na pele. O estudo in vitro mostrou que a LIP interagiu com todos os FSs e levou à multiativação de suas bandas. Com relação aos estudos in vivo observou-se diferentes aspectos do uso da LIP para TFD. A avaliação de fluorescência mostrou que a distribuição por injeção foi mais homogênea, sugerindo a possibilidade de protocolos de TFD menos demorados. A análise termográfica mostrou que não ocorre aquecimento relevante do tecido nas aplicações de LIP em aplicações de TFD no protocolo utilizado. A avaliação histológicas das condições entre 24 e 48 horas permitiu observar as diferentes fases do processo cicatricial em função do tempo decorrido. O estudo possibilitou maior entendimento sobre os efeitos da LIP em tecido biológico, especialmente em associação à TFD. Também foi estabelecido, pela primeira vez, um modelo de protocolo para investigação do uso da LIP em modelo animal para TFD em pele, que pode ser extrapolado em futuros estudos para tratamentos oncológicos e dermatológicos. Consideradas as possibilidades oferecidas e a pronta disponibilidade do dispositivo para irradiação, a TFD com LIP torna-se viável técnica e comercialmente para uso clínico. / Photodynamic Therapy (PDT) is mainly composed of physical, chemical, and biological processes that occur after administration of photosensitizing compounds, which are selectively held in abnormal tissues. After visible light irradiation, those photosensitizers (PS) are activated by light absorption. During treatment, energy transfer mechanisms take place between PS and molecular oxygen that is available in tissues, promoting the generation of reactive oxygen species that bring cells to death. One of this technique´s main applications is skin cancer treatment, and this study aims to optimize such a PDT application by using intense pulsed light (IPL) as irradiation system. Literature shows IPL efficacy on dermatological aesthetic procedures, such as hair removal, treatment of vascular lesion, acne and skin photorejuvenation, promoted by photochemical and thermal effects. However, skin cancer treatment was never reported. Using IPL for PDT may bring advantages such as reducing the treatment sessions, which reduces pain during procedures, and the ability to use PS blends that will absorb in different regions of wavelengths, resulting in simultaneous activation of different absorption bands and improving PDT effect. Shorter irradiation may reduce oxygen depletion due to long irradiation periods, and major thermal effects. In this study, PDT was performed using an IPL commercial device (Intense Pulse Light, HKS801) with the application of two PpIX precursors (ALA and MAL) and the exogenous PS Photodithazine (PDZ) and Indocyanine Green (ICG) on porcine health skin model. Administration of the PS or PpIX precursors were investigated both by vehiculation via cream and by high pressure, needle-free injection (SAFE INJECT). The results obtained in this study showed that the damage induced by PDT using the needle-free injection is more expressive than for cream vehiculation. The in vitro study showed that IPL interacted with all PS and promoted absorption bands multi-activation. The in vivo studies showed different aspects of using IPL for PDT. Fluorescence investigation showed that the distribution by the needle-free injection was more homogeneous, suggesting that shorter PDT protocols are possible. Thermography imaging showed that no relevant heating was observed for IPL applications of PDT during the protocols of choice. Histological analysis of conditions between 24 and 48 hours allowed observing the different stages of the healing process as a function of time. This study provided deeper understanding of IPL effects in biological tissues, and particularly when associated to PDT. In addition, for the first time, an investigation protocol for the use of IPL-PDT in porcine healthy skin was designed, which can be extrapolated for future studies on cancer and skin lesions. Given the possibilities and the prompt availability of the irradiation device, IPL-PDT is readily available technically and commercially for clinical use.

A Fotoquimioterapia (FQT) vem sendo usada no tratamento de várias doenças, inclusive câncer, com a vantagem de ser menos agressiva, possuindo efeitos colaterais negativos desprezíveis. Esta técnica envolve a combinação de uma fonte de luz visível e de um fotossensibilizador (FS), que é reativo apenas sob a irradiação com luz adequada, e que se acumula preferencialmente no tecido doente. Uma ideia para deixar essa técnica mais eficiente é potencializar esta última característica do FS com uso de um carreador que tenha afinidade com tecidos doentes. Pensamos na hipótese de usar a albumina do soro como carreador uma vez que ela é uma proteína intrínseca do organismo, tem alta afinidade com os tecidos tumorais e possui sítios para ligar vários compostos extrínsecos. Como modelo usamos a albumina de soro bovino (ASB). Como FS utilizamos acridina laranja, nitrofurantoína, corantes ciânicos com dois cromóforos e protoporfirina IX (PpIX) sintética e extraída de glândulas Harderianas de ratos da linhagem Wistar (PpIX endógena). Foram analisadas as características de ligação entre os FS e a ASB e seus efeitos nas características fotofísicas dos FS em função da sua estrutura, utilizando espectroscopias de absorção ótica, fluorescência estática e resolvida no tempo e a técnica de microscopia de imagens por tempo de vida da fluorescência (FLIM). Foi mostrado que a ligação com ASB induz ao deslocamento batocrômico dos espectros de absorção e da fluorescência, aumentando a intensidade e o tempo de vida de fluorescência dos FS. Características como carga positiva, estrutura linear e tamanho pequeno da molécula do FS favorecem sua ligação com a ASB. Uma comparação entre PpIX sintética e endógena mostrou que a formação de um complexo da PpIX com estruturas anfifílicas também aumenta a probabilidade da sua ligação com a ASB. Os resultados obtidos mostraram que a ASB se liga efetivamente aos FS de diferentes estruturas e pode ser usada como carreador dos mesmos para tecidos tumorais. / Photochemotherapy (PCT) is used for the treatment of various diseases, including cancer, with the advantage of being less aggressive with reduced adverse effects. This technique includes the use of a visible light source and a photosensitizer (PS), which is reactive only under light exposure and localizes preferably in abnormal tissues. To make this technique more efficient it is necessary to increase the PS content in these tissues using a carrier which possesses affinity with these tissues and is able to bind PS. A good opportunity is to use serum albumin as a carrier since it is an intrinsic protein, has high affinity to tumor tissues and possesses sites for binding of various extrinsic compounds. In this work the bovine serum albumin (BSA) was used as a carrier model. Acridine orange, nitrofurantoin, cyanine dyes with two chromophores and protoporphyrin IX synthetic and extracted from Harderian glands of Wistar line rats (endogenous) were used as PS. The characteristics of the PS binding with BSA and the effect of this interaction on PS photophysical properties were studied using optical absorption, steady-state and time resolved fluorescence spectroscopies, and fluorescence lifetime image microscopy (FLIM). It was demonstrated that PS binding with BSA produces a bathochromic shift in the PS absorption and fluorescence spectra and increases its fluorescence intensity and lifetime. The positive charge, linear structure and small size of the PS molecule favors its binding with BSA. A comparison between synthetic and endogenous PpIX demonstrates that complexation of PpIX molecule with an amphiphilic structure increases the probability of its binding with BSA. The obtained results demonstrate that BSA binds effectively PS with different molecular structures and it is promising for their transport to tumor tissue.

A leishmaniose pertence à classe de doenças infecciosas e é causada por parasitas do gênero Leishmania. Essa enfermidade se manifesta nas formas visceral ou cutânea e o tratamento de ambas consiste em quimioterapia utilizando fármacos à base de antimônio. A aplicação desses medicamentos, no entanto, apresenta diversas desvantagens, como o surgimento de efeitos colaterais severos e a disseminação de parasitas resistentes aos fármacos convencionais. Dessa forma, há uma grande necessidade de se desenvolver novos medicamentos, bem como, novas técnicas de tratamento e diagnostico. Neste trabalho foram sintetizados novos fotossensibilizadores derivados da riboflavina (vitamina B2) com potencial aplicação no tratamento de leishmaniose cutânea (através de terapia fotodinâmica) e foram sintetizados novos complexos de Ru (II) com potencial uso como sensores luminescentes de antimônio. Os derivados da riboflavina foram obtidos utilizando a vitamina B2 como material de partida e as transformações químicas estudadas fizeram uso de reações de acilação das hidroxilas da cadeia ribitil e de alquilações do nitrogênio 3 do sistema de anéis isoaloxazina. Essas modificações estruturais permitiram a construção de uma biblioteca de fotossensibilizadores que contém partes hidrofílicas, hidrofóbicas, anfifílicas e iônicas, que possibilitaram estudos da relação estrutura atividade. Com a otimização dessas rotas sintéticas foram obtidos dois derivados flavínicos-catiônicos inéditos na literatura com rendimentos de até 68%. Foi mostrado que as transformações químicas estudadas não afetaram significantemente as propriedades fotofísicas dos derivados flavínicos, sendo todos eles fluorescentes e capazes de fotossensibilizar a produção de oxigênio singlete com rendimento quântico semelhante ao da riboflavina (Φ&#916. ≈ 0,5). Por outro lado, as modificações estruturais na riboflavina alteraram as propriedades físico-químicas em termos de solubilidade e coeficiente de partição. Os derivados sintetizados foram testados contra promastigotas de Leishmania major utilizando LED azul (470 nm). Os fotossensibilizadores apresentaram baixa toxicicidade no escuro (CE50 (concentração efetiva 50%)> 100 µM para todos os compostos) e todos os derivados testados apresentaram maior fototoxicidade (CE50 de até 5 µM) que a riboflavina (CE50 de 50 µM). Foi observado que a fototoxicidade dos derivados da riboflavina está fortemente associada à lipofilicidade do fotossensibilizador. Um complexo de Ru (II) que responde à presença de antimônio foi preparado a partir do bis-complexo Ru(bpz)2Cl2 e do ligante derivado da fenantrolina contendo o grupo bitiofeno (bitiofeno-imidazo-fen). Esse complexo apresenta potencial na construção de sensores luminescentes de antimônio. Foi mostrado que o novo complexo sintetizado [Ru(bpz)2(bitiofeno-imidazo-fen)2+] apresenta baixa luminescência na região do vermelho devido à auto-supressão causada pelo grupo bitiofeno. No entanto, estudos preliminares mostraram que a adição de SbCl3 ou tartarato de antimônio ao meio intensifica significativamente a emissão nessa região do espectro. Devido à formação do complexo Sb-bitiofeno, ocorre o aumento percentual da espécie eletronicamente excitada e a mesma é auto-suprimida com menos eficiência. / The leishmaniases belong to a group of infectious diseases caused by a parasite of the genus Leishmania. This disease manifests as the visceral or the cutaneous forms and the treatment of both types is based on chemotherapies with antimony drugs. The application of these drugs, however, presents drawbacks like several side effects and dissemination of parasites resistant to this conventional treatment. Thus, there is a growing need to develop new drugs, as well as new modalities of treatment and diagnosis. In this work, novel photosensitizers derived from riboflavin (vitamin B2) with potential application in the treatment of cutaneous leishmaniasis (by photodynamic therapy) were synthesized. Also, novel Ru (II) complexes with potential usage as luminescent sensors of antimony were synthesized. The riboflavin derivatives were obtained by using vitamin B2 as the starting material, and the chemical transformations were based on acylation of the hydroxyl groups from the ribityl side chain and alkylation of nitrogen 3 of the isoalloxazine ring system.These structural modifications yielded a library of photosensitizers containing hydrophilic, hydrophobic, amphiphilic or ionic moieties, which provide molecules for a study of the structure-activity relationship. By optimizing these synthetic routes, two novel cationic riboflavin derivatives were obtained in good yield (up to 68%). It has been shown that the chemical modifications performed have not significantly affected the photophysical properties of the riboflavin derivatives. All compounds are fluorescent and able to photosensitize singlet oxygen in yields similar to riboflavin itself (Φ&#916 ≈ 0,5). On the other hand, these structural modifications varied the physic-chemical properties related to solubility and partition coefficient of the derivatives. The obtained derivatives were tested against promastigotes of Leishmania major using blue LED (470 nm). The photosensitizers displayed low dark toxicity (EC50 (Effective Concentration 50%) > 100 µM for all the studied compounds) and all derivatives showed greater phototoxicity (EC50 up to 5µM) when compared to riboflavin (EC50 = 50µM). It was observed that the phototoxicity of the riboflavin derivatives is strongly associated with the lipophilicity of photosensitizer. A Ru (II) complex that responds in the presence of antimony was prepared from Ru(bpz)2Cl2 and a phenanthroline ligand containing a bithiophene group (bithiophen-imidazo-phen). This complex can be potentially applied in the construction of luminescent sensors of antimony. It has been demonstrated that the novel complex [Ru(bpz)2(bitiofeno-imidazo-fen)2+] displays low red luminescence due to the self-quenching promoted by the bithiophen moiety. However, preliminary studies have evidenced that, upon addition of SbCl3 or antimony tartrate to the media, the emission intensifies in the red region of the spectrum. Due to the formation of the chelate Sb-bithiophene, the elf-quenching of the electronic excited species occurs less efficiently.

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