Complexos de Ru(II)-perilenodiimida para ativação do oxigênio singleto: terapia fotodinâmica e imagem celular no tratamento de Câncer Melanoma

• Processo: 18/03424-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rose Maria Carlos
• Beneficiário: Isabele Aparecida Soares de Campos
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50918-7 - INCT 2014: para o Controle Biorracional de Insetos Pragas e Fitopatógenos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/10586-9 - Investigação das propriedades dos estados excitados de díades doadoras-receptoras de rutênio(II)-perileno diimida, BE.EP.DR
• Assunto(s): Fotoquímica Oxigênio singleto Melanoma Fármacos fotossensibilizantes Terapia fotodinâmica Modelos animais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Câncer de pele melanoma | Centro fotossintético | Complexos de Ru(II) | fotossensibilizador | oxigênio singleto | Terapia Fotodinâmica | Fotoquímica

Resumo

Preparamos recentemente o complexo [Ru(phen)2(pPDIp)]2+ que é capaz de mimetizar características chaves de um centro fotossintético (absorção cumulativa de fótons para separação de cargas por transferência de elétrons) para promover desafios químicos. A interação entre os dois cromóforos coordenados Ru(II)-pPDIp e o empilhamento p-p das componentes pPDIp na díade são significativamente influenciadas pelo meio, o qual afeta os processos fotoquímicos e fotofísicos. Uma consequência direta desse efeito é que podemos usar o solvente e o comprimento de onda de irradiação para sintonizar as energias dos estados excitados e, consequentemente, selecionar o produto desejado. Por exemplo, em DMSO a fotólise leva a produção do ânion radical pPDIp*- enquanto que em meio de cultura celular RPMI são produzidos o pPDIp*- e o diânion pPDIp2-. Em contraste, em solução tampão (pH 7,4) e imobilizados em filmes poliméricos o estado excitado tripleto do perileno 3*pPDIp é alcançado, o que sensibiliza a ativação do oxigênio singleto através de um processo de transferência de energia com o oxigênio molecular no estado fundamental. Exploramos a aplicação potencial deste complexo para aplicação em terapia fotodinâmica com experimentos in vitro usando células de Melanoma murino B16F10-Nex2. Não foram observados efeitos significativos na viabilidade celular e mudanças aparentes na morfologia das células no escuro. No entanto, sob iluminação com LED verde (dose = 0,41 J/cm2) o complexo exibiu efeito citotóxico significativo, com valor de IC50 de 1,2 mmol.L-1. Esses resultados nos motivaram a desenvolver uma nova díade através da introdução de grupos elétrons doadores na região bay do perilenodiimida, exibindo maior absorção espectral na região do visível que decai eficientemente para gerar o estado excitado tripleto do perileno. Esses novos compostos abriram a possibilidade de alcançar alta eficiência para ativação de oxigênio singleto através do tripleto do perileno, o que nos leva a investigar as reações de oxigênio fotossensibilizadas que promovem a supressão in vitro de células cancerígenas. Para conseguir uma fácil remoção do fotossensibilizador após a ação fotodinâmica, planejamos imobilizar os fotossensibilizadores propostos neste trabalho em um filme polimérico. Além disso, uma vez que o mecanismo preciso pelo qual o complexo [Ru(phen)2(pPDIp)]2+ promove a ativação do oxigênio singleto e a redução da componente pPDIp por um e/ou dois elétrons não foi investigado, pretendemos realizar uma investigação detalhada das geometrias e das estruturas eletrônicas dos estados excitados de menor energia de spin tripleto dos complexos utilizando técnicas resolvidas no tempo da ordem de fento- e pico- segundos. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MARCHI, RAFAEL C.; CAMPOS, ISABELE A. S.; SANTANA, VINICIUS T.; CARLOS, ROSE M.. Chemical implications and considerations on techniques used to assess the in vitro antioxidant activity of coordination compounds. Coordination Chemistry Reviews, v. 451, JAN 15 2022. (18/03424-0, 19/21143-0)

TIBURCIO, M. A.; ROCHA, A. R.; ROMANO, R. A.; INADA, N. M.; BAGNATO, V. S.; CARLOS, R. M.; BUZZA, H. H.. In vitro evaluation of the cis-[Ru(phen)(2()pPDIp)](2+**) complex for antimicrobial photodynamic therapy against Sporothrix brasiliensis and Candida albicans. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY B-BIOLOGY, v. 229, p. 8-pg., 2022-03-09. (18/03424-0, 19/21143-0, 16/14033-6, 14/50857-8, 13/07276-1)