Modified tetrapyrrole photosensitizers for photodynamic therapy

Związki tetrapirolowe odgrywają istotną rolę w wielu funkcjach biologicznych. Bez nich niemożliwe by było życie na Ziemi. Najbardziej znanymi i niezwykle ważnymi przykładami są magnezowe kompleksy feofityny a i bakteriofeofityny a, znane odpowiednio jako chlorofil a i bakteriochlorofil a. Innym przykładem pochodnych porfiryn jest protoporfiryna IX i jej kompleks z jonami żelaza(II), stanowiący prostetyczną grupę hemu, występującej między innymi w hemoglobinie, mioglobinie i cytochromach. Niniejsza praca koncentruje się na badaniu właściwości chemicznych i fotochemicznych wybranych porfiryn: 5,10,15,20-tetrakis(4-hydroksyfenylo)porfiryny (THPP), 5,10,15,20-tetrakis(4-karboksyfenylo)porfiryny (TCPP) i 5,10,15,20-tetrakis-(4-hydroksyfenylo)porfiny Zn(II) (ZnTHPP), jako fotosensybilizatorów, które mogą znaleźć zastosowanie w fotodynamicznej inaktywacji mikroorganizmów (PDI) i fotodynamicznej terapii nowotworów (PDT). W tym celu zbadano podstawowe właściwości fizykochemiczne i spektrofotochemiczne takie jak: charakterystyka spektroskopowa (w tym molowy współczynnik absorpcji), współczynnik podziału n-oktanol-woda (logP), generowanie reaktywnych form tlenu (ROS) i fotostabilność. Wyniki pracy wskazują, że badane porfiryny posiadają wszystkie podstawowe cechy fotosensybilizatorów wykorzystywanych w terapii fotodynamicznej. Po odpowiednim ulepszeniu struktur makrocyklicznych związków tetrapirolowych i następnym ich zbadaniu, możliwe będzie znalezienie struktury bardziej selektywnej, minimalnie inwazyjnej i skuteczniejszej w wykorzystaniu w PDT/PDI.Tetrapyrrole compounds play an important role in many biological functions. Without them, life on earth would be impossible. The most well-known and extremely important examples are the magnesium complexes of pheophytin a and bacteriopheophytin a, known as chlorophyll a and bacteriochlorophyll a, respectively. Another example of porphyrin derivatives is protoporphyrin IX and its iron(II) complex, which is a prostatic heme group found in hemoglobin, myoglobin and cytochromes, among others. This work focuses on the study of the chemical and photochemical properties of selected porphyrins: 5,10,15,20-tetrakis(4-hydroxyphenyl)porphyrin (THPP), 5,10,15,20-tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin (TCPP) and 5,10,15,20-tetrakis-(4-hydroxyphenyl)porphyrin Zn ((II) (ZnTHPP), as photosensitizers which may be used in photodynamic inactivation of micro-organisms (PDI) and photodynamic therapy of cancer (PDT). For this purpose, basic physicochemical and spectrophotochemical properties such as spectroscopic characteristics (including molar absorption coefficient), n-octanol-water partition coefficient (logP), reactive oxygen species (ROS) generation and photostability were studied. The results of the work indicate that the studied porphyrins have all the basic characteristics of photosensitizers used in PDT and PDI. After appropriate improvement of tetrapyrrole compound structures and further investigation, it will be possible to find a more selective, minimally invasive and more effective structure for use in PDT/PDI