Estudio fotoquímico y fotofísico del ansiolítico clordiazepóxido y su metabolito demoxepam

Abstract

[ES] El clordiazepóxido es un fármaco que pertenece al grupo de las benzodiazepinas y se utiliza para tratar problemas asociados a la ansiedad. En relación a la biotransformación de fármacos, esta se asocia a una mayor facilidad para ser eliminados del organismo y generalmente los convierte en menos tóxicos. Sin embargo, para algunos fármacos existen evidencias de la generación de metabolitos reactivos durante este proceso de biotransformación, llegando en algunos casos a ser los metabolitos más tóxicos que el propio fármaco original. En el presente trabajo se ha extraído el clordiazepóxido de comprimidos del ansiolítico comercial Huberplex. Se han estudiado sus propiedades fotofísicas, fotoquímicas y fotobiológicas, con el fin de obtener información acerca de una posible fotosensibilización debida a este fármaco. Además, se ha realizado una caracterización fotofísica y fotoquímica de uno de sus metabolitos principales, el demoxepam. En este contexto, se observaron diferencias en los espectros de absorción del fármaco y del metabolito. El fármaco absorbe hasta longitudes de onda mayores en el UVA. Por otra parte, la fluorescencia de los dos compuestos resultó ser prácticamente nula. Respecto a la fotoreactividad en disolución (en PBS, cloroformo y acetonitrilo) se observó la degradación del compuesto, dando lugar a fotoproducto(s) cuya estructura química está por determinar. La evolución de las irradiaciones se monitorizó por espectroscopia de absorción, fluorescencia y RMN-1H. Respecto a los ensayos en medio celular, se realizó un ensayo de viabilidad celular de captación del rojo neutro (NRU) para evaluar la posible fototoxicidad del fármaco. Así, el factor de fotoirritación calculado indicó el alto potencial fototóxico de este fármaco. Teniendo en cuenta estos resultados, se procedió a investigar si CDZ y DEM pueden dar lugar a fotoalergia, usando como sistemas modelo albúmina sérica humana y CDZ o DEM. En primer lugar, se estudió la posible formación de complejos intermoleculares entre la proteína y el sustrato mediante espectroscopia de absorción UV-Vis y fluorescencia. No se observaron interacciones significativas en los espectros de absorción, pero sí en los de fluorescencia. Posteriormente se irradiaron las mezclas ASH-CDZ y ASH-DEM. Para CDZ, se observó ligera fotodegradación pero no fotounión covalente. Para el metabolito, podría estar ocurriendo fotodegradación y también unión covalente, aunque para ambos sustratos se trata de resultados preliminares que deberían ser confirmados con experimentos adicionales.

[EN] Chlordiazepoxide is a drug that belongs to benzodiazepines family. It is used to treat problems associated with anxiety. The biotransformation of drugs is associated with a better clearance from the body and generally it makes them less toxic. However, for some drugs there is evidence of the generation of reactive metabolites during the biotransformation process; thus, in some cases, the metabolites are more toxic than the parent drug. In the present work, chlordiazepoxide has been extracted from commercially available tablets of anxiolytic Huberplex. Its photophysical, photochemical and photobiological properties have been studied, in order to obtain information about a possible photosensitization due to this drug. In addition, a photophysical and photochemical characterization of one of its main metabolites, demoxepam, has been carried out. In this context, differences were observed in the absorption spectra of the drug and the metabolite. The absorption spectrum of the drug reaches longer wavelengths in the UVA region. On the other hand, the fluorescence of the two compounds is negligible. Concerning the photoreactivity in solution (in PBS, chloroform and acetonitrile), degradation of the compound was observed, giving rise to photoproduct(s) whose chemical structure remains still undetermined. The evolution of the irradiations was monitored by absorption spectroscopy, fluorescence and 1H-NMR. Regarding the assays in cellular medium, the neutral red uptake cell viability test (NRU) was carried out to evaluate the possible phototoxicity of the drug. Thus, the calculated photoirritation factor indicated a high phototoxic potential for this drug. Taking into account these results, we proceeded to investigate whether CDZ and DEM can lead to photoallergy, using CDZ or DEM and human serum albumin as model protein. First, the possible formation of intermolecular complexes between the protein and the substrates was studied using UV-Vis absorption spectroscopy and fluorescence techniques. No significant interactions were detected in the absorption spectra, but they were observed in the fluorescence spectra. Then, the ASH-CDZ and ASH-DEM mixtures were irradiated. For CDZ, low photodegradation and non-covalent photobinding were observed. For the metabolite, photodegradation and covalent photobinding could be occurring, although for both substrates, these are preliminary results that shuld be confirmed with additional experiments

[CA] El clordiazepòxid és un fàrmac que pertany al grup de les benzodiazepines i s’utilitza per a tractar problemes associats a l’ansietat. En relació amb la biotransformació de fàrmacs, aquesta s’associa a una major facilitat per a ser eliminats de l'organisme i, en general, els converteix en menys tòxics. No obstant això, per a alguns fàrmacs existeixen evidències de la generació de metabòlits reactius durant el procés de biotransformació, arribant en algunes ocasions a ser els metabòlits més tòxics i reactius que el mateix fàrmac original. En el present treball s’ha extret el clordiazepòxid de comprimits de l’ansiolític comercial Huberplex. S’han estudiat les seues propietats fotofísiques, fotoquímiques i fotobiològiques, amb la finalitat d’obtenir informació sobre una possible fotosensibilització deguda a aquest fàrmac. A més a més, s’ha realitzat una caracterització fotofísica i fotoquímica d’un dels seus metabòlits principals, el demoxepam. En aquest context, s’observaren diferències en els espectres d’absorció del fàrmac i del metabòlit. El fàrmac absorbeix fins a longituds d’ona majors en l’UVA. Per una altra banda, la fluorescència d’ambdós compostos va resultar ser pràcticament nul·la. Pel que respecta a la fotoreactivitat en dissolucions (en PBS, cloroform i acetonitril) s’observà la degradació del compost, donant lloc a fotoproducte(s) l’estructura química del(s) qual(s) es troba per determinar. L’evolució de les irradiacions es monitoren per espectroscòpia d’absorció, fluorescència i 1H-RMN. Fent referència als assajos en medi cel·lular, es va realitzar un assaig de viabilitat cel·lular de captació del roig neutre (NRU) per tal d’avaluar la possible fototoxicitat del fàrmac. Així, el factor de fotoirritació calculat va indicar l’elevat potencial fototòxic d’aquest fàrmac. Tenint en compte aquests resultats, es prosseguí a investigar si el CDZ i el DEM podien donar lloc a fotoal·lèrgia, utilitzant com a sistemes model albúmina sèrica humana i CDZ o DEM. En primer lloc, es va estudiar la possible formació de complexos intermoleculars entre la proteïna i el substrat mitjançant espectroscòpia d’absorció UV-Vis i fluorescència. No s’observaren interaccions significatives en els espectres d’absorció, però sí en els de fluorescència. Després, s’irradiaren les mescles ASH-CDZ i ASH-DEM. Per al CDZ, es va observar una lleugera fotodegradació però no fotounió covalent. Per al metabòlit, podria estar ocorrent fotodegradació i també unió covalent, tot i que per a ambdós substrats es tracta de resultats preliminars que haurien de ser confirmats amb experiments addicionals.