Obtaining chlorophyll derivatives and studying their effect on cancer cells

Chlorofile to barwniki fotosyntetyczne roślin wyższych należące do najważniejszych fotoreceptorów w przyrodzie. Obecność unikalnego system zdelokalizowanych elektronów π w ich strukturze, pozwala na efektywną absorpcję światła. Cecha ta wykorzystywana jest w procesie fotosyntezy, w którym energia świetlna przekształcana jest w energię wiązań chemicznych. Oprócz tej istotnej funkcji chlorofile, jak i ich pochodne znalazły zastosowanie w terapii fotodynamicznej, diagnostyce, katalizie oraz stały się obiektem badań nad alternatywnymi źródłami energii. W niniejszej pracy syntetyzowano pochodną chlorofilu a rozpuszczalną w wodzie (feoforbid a), a także zbadano jej fizykochemiczną i biologiczną charakterystykę pod kątem wykorzystania jej jako fotosensybilizatora w terapii fotodynamicznej. Analizę fizykochemiczną wykonano na podstawie widm absorpcji elektronowej i widm dichroizmu kołowego feoforbidu a. Wyniki doświadczenia pozwalają stwierdzić, że na agregację barwnika ma wpływ jego stężenie w roztworze, rodzaj rozpuszczalnika, obecność wody, jak i odczyn środowiska. W celu przeprowadzenia biologicznej charakterystyki feoforbidu a, przeprowadzono szereg badań in vitro, na komórkach MCF-7 i MCF-7/ABCG2. Na podstawie uzyskanych wyników potwierdzono brak cytotoksyczności feoforbidu a, oraz jego pozytywny efekt fotodynamiczny w obu liniach komórkowych. Obie linie komórkowe zostały porównane pod względem oporności na stosowany rodzaj terapii. Zbadano także wpływ rozpuszczalnika na wnikanie i akumulację fotosensybilizatora (feoforbidu a) w komórkach obu linii.Chlorophylls are major photosynthetic pigments of higher plants and cyanobacteria, and they belong to the most important photoreceptors in nature. The presence of a unique system of delocalized π electrons in their structure results in a very effective absorption of light by these pigments. This feature is used in the process of photosynthesis, in which light energy is transformed into the energy of chemical bonds. In addition to this important function, chlorophylls and their derivatives find their use in photodynamic therapy, diagnostics, catalysis and since long are the object of research on alternative energy sources. In this work, derivative of chlorophyll a, souble in water (pheophorbid a), was synthesized, and its physicochemical and biological characteristics were examined for its use as a photosensitizer in photodynamic therapy. A physicochemical analysis was done on the basis of the electronic absorption and circular dichroism spectra. The results of the measurements indicate that agregation of the pigment is affected by its concentration in the solution, the type of solvent, the presence of water and the pH. In order to carry out the biological characteristics of pheophorbide a, a series of in vitro studies were performed on the MCF-7 and MCF-7/ABCG2 cells. They show the lack of pheophorbid a cytotoxicity and its strong photodynamic effect in both cell lines. Both cell lines were compared in terms of resistance to the type of treatment. The effect of the solvent on the penetration and accumulation of the photosensitizer (pheophorbide a) in the cells of both lines was also investigated