Diímidos de perileno derivados del tión y su bioconjugación para la obtención de imágenes simultáneas, el seguimiento...

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• La fotofísica
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería biomédica

Sus antecedentes:

• Los derivados de la diimida perilenotetracarboxílica (PDI) son ampliamente estudiados por sus propiedades fotofísicas.
• La tionización de los cromóforos PDI puede alterar significativamente sus características electrónicas y ópticas.
• El desarrollo de terapias dirigidas para el cáncer sigue siendo un desafío crítico en la medicina.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar una serie de derivados de tión-perilendiimida (PDI) con diferentes números de grupos de tión.
• Investigar las propiedades fotofísicas, incluidas la absorción, la emisión y la dinámica del estado excitado, de estos nuevos compuestos PDI.
• Evaluar el potencial de los derivados modificados de PDI para la terapia dirigida contra el cáncer, específicamente la terapia fotodinámica (PDT) y la actividad antitumoral in vivo.

Principales métodos:

• Síntesis de derivados de la tiona-perilendiimida (PDI) (1S-PDI-D, 2S-PDI-D, 3S-PDI-D, 4S-PDI-D) mediante la tionación de las PDI sustituidas por fenilo.
• Caracterización fotofísica, incluida la espectroscopia de absorción y de absorción transitoria.
• Mediciones de la absorción de dos fotones (TPA).
• Espectroscopia de absorción transitorio de femtosegundos para estudiar las tasas de cruce intersistémico (ISC).
• Cálculos computacionales de las energías del estado triple.
• Estudios de reconocimiento celular in vitro con células de cáncer de pulmón A549 y células pulmonares normales.
• Estudios de eficacia antitumoral in vivo en ratones trasplantados con A549.

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito una serie de tiones-PDIs, con propiedades fotofísicas sintonizables por el número de grupos de tiones.
• El aumento de la tionización condujo a una absorción desplazada al rojo y a un estado excitado más bajo prohibido por la transición (S1 ((nπ*)).
• Los compuestos exhibieron excelentes secciones transversales de absorción de dos fotones (> 800 GM) y un cruce eficiente entre sistemas (> 10 ^ 12 s ^ 1) que condujo a una población de tripletes cercana al 100%.
• Los derivados modificados de PDI (1S-FC131, Cy5-1S-FC131) mostraron un reconocimiento selectivo de las células cancerosas A549 y una terapia fotodinámica efectiva.
• Los estudios in vivo demostraron una actividad antitumoral significativa, con Cy5-1S-FC131 ofreciendo seguimiento simultáneo de fluorescencia y PDT dirigida.

Conclusiones:

• La tionización es una estrategia eficaz para ajustar las propiedades fotofísicas de los cromóforos PDI.
• Los nuevos derivados de tión-PDI poseen excelentes características fotofísicas adecuadas para aplicaciones de terapia fotodinámica.
• Los derivados de PDI conjugados con péptidos desarrollados muestran un alto potencial para la terapia dirigida contra el cáncer, combinando imágenes de diagnóstico y capacidades terapéuticas.