Estudos das propriedades físico-químicas e fotodinâmicas dos derivados da clorofila a e Lpachol em sistemas homogêneos e incorporados, na forma mista, nos copolímeros micelares pluronics® P-123 e F-127

Abstract

RESUMO: A terapia fotodinâmica (TFD) é uma modalidade terapêutica centrada na interação entre um composto fotossensibilizador (FS), oxigênio molecular e luz com comprimento de onda adequado gerando, por transferência de energia, o oxigênio singleto ou espécies reativas de oxigênio (EROS). Os derivados da clorofila a, feoforbídeo (Pheid) e clorofilida de zinco (Zn-Chld), são considerados bons FS's para a TFD, sobretudo quando formulados em sistemas solubilizadores biotransportadores, responsáveis por estabilizar seu estado monomérico essencial para a aplicação fotodinâmica. Mesmo oferecendo eficácia considerável, as terapias centradas em um único agente podem ser aprimoradas com a utilização de um fármaco adjuvante, que poderá agir sinergicamente elevando o grau de morte celular. Nesse quesito, os fotossensibilizadores Pheid e Zn-Chld foram avaliados em sistemas combinados com os fármacos lapachol e ?-lapachona (naftoquinonas), cuja atividade não depende da luz. Em suma, verificou-se um comportamento anfifílico para as naftoquinonas, com boa solubilidade em meios de menor polaridade, auto-agregação em meio aquoso e efeitos de solvatação preferencial em proporções próximas a 50% (V/V) de água/etanol. Os estudos de pKa do lapachol em meio homogêneo (50% água/etanol) e incorporado nos sistemas micelares P-123 e F-127 atestaram valores próximos ao pH fisiológico. Os estudos de interação das formas protolíticas, na forma individual (ligação em pH 4,5 para a forma neutra e pH 8,0 para o lapachonato) e combinadas (mistura de espécies em água pura com pH 5) com os sistemas micelares revelaram maior interação entre a espécie neutra do lapachol com os sistemas micelares. Além disso, as avaliações de ligação no tempo inicial e após o equilíbrio, para a mistura de espécies (em água pura com pH 5), apontaram a existência de uma dependência temporal na estabilidade das naftoquinonas. O processo de formulação das naftoquinonas foi satisfatório, seja na forma individual ou combinada com os fotossensibilizadores Pheid e Zn-Chld que, por sua vez, mantiveram-se monomerizados na composição do formulado misto. A estabilidade térmica e temporal dos formulados mistos atestaram que as espécies, naftoquinonas e fotossensibilizadores, na maior parte dos casos mantem o comportamento intrínseco da forma individual. A caracterização das propriedades fotofísicas dos sistemas combinados expressou uma redução significativa no rendimento quântico de fluorescência (?F) para os sistemas obtidos a partir da ?-lapachona. Em adição, as avaliações vinculadas ao rendimento quântico de oxigênio singleto (??1O2) demonstraram valores elevados para os formulados obtidos a partir da Zn-Chld, o que pode estar associado a erros vinculados à inespecificidade do ácido úrico ou ainda a complexação do metal do FS com a naftoquinona (agente quelante)

ABSTRACT: Photodynamic therapy (PDT) is a therapeutic modality focused on the interaction involving a photosensitizing compound (PS), molecular oxygen and light with a suitable wavelength, generating singlet oxygen or reactive oxygen species (ROS) that causes apoptosis or necrosis of cells. The derivatives of chlorophyll a, pheophorbide (Pheid) and zinc chlorophyllide (Zn-Chld), are considered good PS for PDT, especially when formulated in biocarriers solubilizing systems, that are responsible for stabilizing the PS in monomeric state suitable to Photodynamic Therapy. Although offering significant efficacy in therapies that focus on a single agent can be enhanced with the use of an adjuvant drug that may act synergistically, increasing the degree of cell death. In this aspect, the Pheid and Zn-Chld photosensitizers were evaluated in combination with drugs lapachol and ?-lapachone (naphthoquinones), whose activity does not depend of light systems. In short, there was an amphiphilic behavior for naphthoquinones, with good solubility in less polar media. In aqueous media the naphthoquinones suffer self aggregation mainly in proportions close to 50% water/ethanol (V/V). Studies of Lapachol's pKa in homogeneous media constituted of 50% water/ethanol and added to micellar systems P-123 and F-127 attested pKa values close to physiological pH. Interaction studies of protolytic forms in individual form (link at pH 4.5 for neutral and pH 8.0 for lapachonato) and combined (mixed species at pH 5) with micellar systems revealed greater interaction between lapachol neutral species with micellar systems. Moreover, the evaluations of the initial bond and after equilibration time for the blend of Species (pH 5), showed the existence of a time-dependent stability of naphthoquinones The process of formulation of naphthoquinone incorporated in P-123 and F-127 was satisfactory, either individually or in combination with Pheid and Zn-Chld photosensitizers, which in turn remained monomerized in the composition of the formulated mixture. The thermal and temporal stability of mixed formulated showed that these species, photosensitizers and naphthoquinones, in most cases hold the intrinsic behavior of the individual form. The characterization of the photophysical properties of the combined systems expressed a significant reduction in fluorescence quantum yield (?F) for systems obtained from the ?-lapachone . In addition, evaluations linked to quantum yield of singlet oxygen (??1O2 ) demonstrated high values for formulated obtained from Zn-Chld, which may be associated with errors linked to the specificity of uric acid or complexation of the PS metal with the naphthoquinone (chelating agent)