Metal complexes of phthalocyanine derivatives and their potential application in photomedicine

Dzięki silnej absorpcji promieniowania w zakresie okna fototerapeutycznego oraz możliwościom modyfikacji strukturalnej w części centralnej i peryferyjnej ftalocyjaninowe kompleksy metali są jedną z obiecujących grup związków, które mogą znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach fotomedycyny, m.in. w terapii fotodynamicznej (PDT). Na podstawie przeprowadzonych badań, w pracy przedyskutowano wpływ rodzaju koordynowanego jonu metalu na właściwości spektroskopowe układów tetrapirolowych na przykładzie wybranych metaloporfiryn, zawierających centralnie skoordynowane jony Zn(II), Co(II), Cu(II) oraz Mn(II). Przeprowadzono również częściową charakterystykę spektroskopową cynk(II)-2,3,9,10,16,17,23,24-oktakis[3,6-dioksoheptyloxy]ftalocyjaniny (OMPcZn) obejmującą pomiary elektronowych widm absorpcyjnych i emisyjnych oraz określono wpływ rozpuszczalnika na analizowane widma absorpcyjne. Z uwagi na planowane badania biologiczne metodą fluorescencyjną wyznaczono limit detekcji polieterowej pochodnej ftalocyjaniny. W ramach badań biologicznych zbadano dystrybucję tkankową OMPcZn w wybranych organach myszy BALB/c obarczonych guzem mysiego gruczolakoraka jelita grubego (CT26), po 3h od momentu dożylnego podania fotosensybilizatora. Interwał czasowy, odpowiadający czasowi pomiędzy podaniem związku a naświetlaniem guza (tzw. DLI, ang. drug-to light interval) wybrano w kontekście potencjalnego zastosowania OMPcZn w protokołach terapeutycznych kierunkujących działanie fotodynamiczne na komórki śródbłonka naczyń nowotworowych i tkanki nowotworowe, E-PDT (ang. entothelial cells/tumor tissue-targeted photodynamic therapy), charakteryzujących się DLI=3h. W związku z ograniczoną rozpuszczalnością badanej pochodnej ftalocyjaniny, fotosensybilizator w dawce 1 mg/kg podano w postaci miceli polimerowych opartych na poloksamerze Pluronic P123. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań można stwierdzić, że najwięcej fotosensybilizatora po upływie 3 h od iniekcji dożylnej znajduje się w guzie. Stosunkowo duża ilość związku w guzie w porównaniu do innych organów może świadczyć o zwiększonym powinowactwie badanego fotosensybilizatora do tkanek nowotworowych, które może wynikać zarówno z charakteru związku, jak również zastosowanej postaci podania (micele polimerowe).Due to the strong absorption in the phototherapeutic window and the opportunities structural modifications in the central part and the peripheral substituents, metal complexes of phthalocyanines are one of the most promising groups of compounds that can be used in fotomedicine. In order to define selected spectroscopic features of of zinc(II)-2,3,9,10,16,17,23,24-oktakis [3,6-dioksoheptyloxy] phthalocyanine (OMPcZn), absorption and emission spectroscopy measurements were performed. Moreover, the influence of the presence of a metal as central ion in the tetrapyrrole ring structure and the solvent effect on the absorption spectra of phthalocyanine derivative were also studied. In the context of planned biological tests, the detection limit (LOD) of studied polyether phthalocyanine derivative was determined by the fluorescence method. In the next part of this work, the biodistribution studies of OMPcZn in selected tissue of BALB/c mice bearing murine colon adenocarcionoma (CT26) at 3 h after intravenous administration of the photosensitizer was examined. This time interval was chosen to the further research of the endothelial cells and tumor tissue-targeted photodynamic therapy (E-PDT) and potential application of this phthalocyanine in therapeutic protocols DLI = 3h. The results of this experiment shows that the highest amount of the photosensitizer has been found in the tumor tissue and in comparison to the surrounding tissues the significant differences were observed. Based on the analysis, it can be concluded that relatively large amount of the compound in the tumor compared to other organs may indicate increased affinity of tested photosensitizer to tumor tissues, which may result both from the physicochemical character of this compound and application of polymeric micelles formulation