Síntese e Caracterização de Porfirinas como Potenciais Agentes Fotossensibilizadores em Terapia Fotodinâmica

Abstract

O cancro é uma das principais causas de morte a nível mundial, e a sua incidência tem vindo a aumentar. As terapias convencionais como a quimioterapia, cirurgia e radioterapia, possuem efeitos secundários graves que tornam evidente a necessidade de desenvolver uma terapêutica mais eficaz. A Terapia Fotodinâmica (PDT) é uma modalidade promissora para o tratamento de doenças oncológicas. Na PDT, a luz, o oxigénio e o agente fotossensibilizador são combinados para produzir um efeito terapêutico selectivo. Deste modo, a escolha do fotossensibilizador adequado é crucial para potenciar a eficácia do tratamento. Devido às características fotofísicas favoráveis e elevada afinidade para as células cancerígenas, os derivados porfirínicos representam a classe de fotossensibilizadores mais utilizados nas práticas clínicas. O trabalho experimental subjacente a esta dissertação teve por objectivo a avaliação do potencial fototerapêutico de duas porfirinas, a 5,10,15,20-tetraquis(quinolina-2-il)porfirina e a 5,10,15,20- tetraquis(4-carboxifenil)porfirina, numa linha celular de adenocarcinoma colorectal humano. Após uma breve introdução às temáticas de maior relevância, a componente de índole experimental foi subdividida em duas partes. Na primeira parte descreveu-se a síntese e caracterização de porfirinas por espectrometria de massa, espectroscopia de UV-Vis e de ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN). Determinaram-se também as propriedades fotofísicas destes compostos em termos de emissão de fluorescência e produção de oxigénio singleto. Por sua vez, a segunda parte consistiu na avaliação do perfil de actividade biológica destes derivados porfirínicos na linha celular HT29, mais concretamente na determinação da viabilidade celular antes e após a irradiação das culturas celulares. Os resultados alcançados indiciam que os derivados porfirínicos estudados são potenciais candidatos para o tratamento fototerapêutico de doenças oncológicas. No entanto, a aplicação clínica destas porfirinas requer a realização de a localização subcelular exacta destes fotossensibilizadores e a via que predomina na destruição estudos adicionais que permitam determinar do tecido tumoral. De igual modo, é fundamental estabelecer a correlação dos resultados obtidos in vitro com estudos in vivo com modelos animais.

Cancer is one of the main death cause worldwide, and its incidence has been rising. Conventional cancer treatments, such as chemotherapy, surgery and radiotherapy, have serious side effects that make evident the need to develop a most effective treatment. Photodynamic therapy (PDT) is a promising therapeutic modality for oncological diseases. In PDT, light, oxygen and a photosensitizing drug are combined to produce a selective therapeutic effect. In this way, the selection of a suitable photosensitizer is crucial to improve the treatment efficiency. Due to the favourable photophysical characteristics and high affinity for cancer cells, porphyrin derivatives represent the class of photosensitizers most widely used in clinical practice. The experimental work underlying this thesis aimed the phototherapeutic potential evaluation of two porphyrins, the 5,10,15,20-tetrakis(quinolin-2-yl) porphyrin and 5,10,15,20-tetrakis(4- carboxyphenyl)porphyrin, in an human colorectal adenocarcinoma cell line. After a brief introduction to the most relevant topics, the experimental component was subdivided in two parts. The first part describes porphyrin synthesis and its characterization by mass spectrometry, UV-Vis spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). We also evaluated the photophysical properties of these compounds in terms of fluorescence emission and singlet oxygen production. The second part consisted on the analysis of the biological activity profile of these porphyrin derivatives in the HT29 cell line, more specifically in the cell viability measurement before and after cell cultures irradiation. The results obtained indicate that the porphyrin derivatives studied are potential candidates for the phototherapeutic treatment of malignancies. However, the clinical application of these porphyrins requires additional studies to determine the precise subcellular localization of these photosensitizers and the predominant pathway in the tumor tissue destruction. Similarly, it is essential to establish the correlation of in vitro results to in vivo studies with animal models.