Conjugados porfirina-imidazol β-catiónicos na terapia fotodinâmica antimicrobiana

Abstract

Devido ao aumento de infeções bacterianas induzidas pela resistência a antibióticos, é urgente desenvolver novas abordagens terapêuticas para reverter essa situação. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (PDI) é considerada uma alternativa promissora ao tratamento com antibióticos, nomeadamente em infeções localizadas. A PDI combina luz, oxigénio e um fotossensibilizador (PS), produzindo espécies reativas de oxigénio (ROS) que conduzem à inativação celular. Neste contexto, as porfirinas têm-se mostrado particularmente eficientes como PSs em PDI. A imobilização de PSs em materiais sólidos tem-se revelado bastante vantajoso uma vez que permite a reutilização dos PS, evita o uso de solventes orgânicos e permite a extensão da terapia para diversas áreas. Este trabalho tem como objetivo a síntese e a caracterização de híbridos porfirina imidazol β-catiónicos, a sua incorporação em micelas de polivinilpirrolidona (PVP) e a imobilização destes derivados em filmes de amido e quitosana e em nitreto de carbono grafítico. A caracterização fotofisica dos híbridos porfirina-imidazol β-catiónicos, assim como das formulações destes derivados em PVP e dos materiais preparados, foi também estudada. Por fim, a eficiência fotodinâmica dos PSs livres, incorporados em PVP e suportados em materiais sólidos foi avaliada na inativação de bactérias resistentes a antibióticos, a E. coli e a Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Os resultados obtidos são demonstrativos da potencialidade dos materiais sintetizados em atuarem como PSs em PDI, tendo-se observado, no geral, decréscimos significativos na viabilidade de ambas as estirpes bacterianas.

Due to the increase of bacterial infections induced by antibiotic resistance, it is urgent the development of new therapeutic approaches to reverse this situation. Antimicrobial photodynamic therapy (PDI) is considered a promising alternative to treatment with antibiotics, namely in localized infections. PDI combines light, oxygen and a photosensitizer (PS), producing reactive oxygen species (ROS) that lead to cell inactivation. In this context, porphyrins have been shown to be particularly effective as PSs in PDI. The immobilization of PSs in solid materials has proved to be quite advantageous since it allows the reuse of PSs, avoids the use of organic solvents and allows the extension of therapy to several areas. This work aims at the synthesis and the characterization of β-cationic porphyrin-imidazole hybrids, its incorporation into polyvinylpyrrolidone (PVP) micelles and the incorporation of these derivatives in amide and chitosan films and in graphitic carbon nitride. The photophisical characterizations of such hybrids, as well the PVP formulations and the materials prepared was also studied. The photodynamic efficiency of these PSs in solution, incorporated into PVP micelles and supported was also evaluated in antibiotic resistant bacteria, the E. coli and methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA). The results obtained are demonstrative of the potential of the synthesized materials to act as PSs in PDI, having observed, in general, significant decreases in the viability of both bacterial strains.