Fotoquímica de compuestos heteroaromáticos tricíclicos en medios biomiméticos

Abstract

[EN] The use of biomimetic media such as serum albumins (SAs), a1-acid glycloproteins (AAGs), cyclodextrins (CDs) and sodium dodecyl sulfate (SDS) micelles is combined with photophysical techniques (fluorescence (F) and laser flash photolysis (LFP)) to investigate the issue of photosensitization by drugs or drug derivatives containing a triciclyc heteroaromatic chromophore, namely carbazole (CBZ) or phenothiazine (FTZ). The photobehavior of the methyl ester of carprofen (CPFMe) in the presence of bovine serum albumin (BSA) has been addressed first. The decay of triplet excited state of CPFMe in the presence of BSA at 1:2 (at 430 nm), needed two monoexponential terms and thus two triplet lifetimes for a satisfactory fitting, which revealed binding to two different sites within the protein. The shorter value of triplet lifetime was ascribed to CPFMe present in site I, based on the quenching of 3CPFMe* by the tryptophan (Trp) residue located in this pocket, through an electron transfer mechanism. No significant differences were found between (S)- and (R)-CPFMe. Within bovine a1-acid glycloprotein (BAAG), only one binding site was observed for both CPFMe enantiomers. Stereodifferentiation was observed in the triplet lifetimes in CPFMe@BAAG complexes, with the shorter lifetimes values for the (S)-enantiomer. CPFMe photobinding to BAAG was detected by following the changes in fluorescence of CPFMe@BAAG mixtures before and after irradiation. The process was more efficient for (S)-CPFMe. The proposed mechanism involves a reductive photodehalogenation from the triplet of (S)-CPFMe, giving rise to covalent adduct (S)-CBZMe-BAAG. As a way to circumvent the unfavorable thermodynamics of homolytic C-Cl cleavage through the triplet excited state, it has been proposed that the actual operating mechanism involves formation of triplet excimers. To deepen into the mechanism of CPFMe dehalogenation, two diastereomeric dyads based on CPF (CPF-CPF and CPF-CBZ) have been synthesized and irradiated. The self-quenching of the triplet excited states in both dyads is much faster than in CPFMe, and is related to formation of charge transfer species, clearly disfavored in non-polar solvents (THF). The trends observed in the triplet lifetimes, as well as the solvent effects on photoreactivity, are in full agreement with the mechanistic picture of a photoreductive dechlorination as operating mechanism in CPF-based systems. The photochemistry of the neuroleptic drug cyamemazine (CMZ) has been investigated in biomimetic media. The encapsulation process has been followed by fluorescence, as a hypsochromic shift of the band, concomitant with enhanced quantum yields and lifetimes. LFP revealed important changes associated with encapsulation, specifically more selective generation of the triplet excited state, which turns to be longer-lived. Light-induced oxidation of CMZ afforded the corresponding radical cation, which was trapped by oxygen to afford the N,S-dioxide. The reaction has been monitored by fluorescence, by the progressive appearance of a emission band at shorter wavelengths. The process resulted to be disfavored in the employed microenvironments (lipophilics). The slowest photooxidation rate corresponds to CMZ in SDS micelles and in AAGs, where the drug is located in a more hydrophobic domain, hardly accessible from the aqueous medium, and photoionization is nearly negligible. LFP of the anti-psychotic chlorpromazine (CPZ) and two phase I metabolites, CPZ-MD and CPZ-DD (mono and didemethylated) in the presence of increasing amounts of HSA, has allowed monitoring binding to the protein, from the enhancement of the Amax value of 3CPZ* (at 470 nm). The binding degree was higher for the parent drug, in agreement with its more hydrophobic character. The use of warfarin as site I displacement probe indicated that the three compounds only bind to this site. Marginal photobinding to HSA was observed in all cases, monitored by subtle changes in the fluorescence.

[ES] Se ha planteado el uso de medios biomiméticos como albúminas séricas (ASs), a1-glicoproteinas ácidas (AGAs), ciclodextrinas (CDs) y micelas (SDS) combinado con técnicas fotofísicas (fluorescencia (F) y fotólisis de destello láser (LFP)) para investigar la fotosensibilización por fármacos que contienen un cromóforo carbazol (CBZ) o fenotiazina (FTZ). Se ha estudiado el fotocomportamiento del éster metílico del carprofeno (CPFMe) en presencia de albúmina sérica bovina (ASB). Las cinéticas de desaparición de los estados excitados triplete de CPFMe en presencia de ASB 1:2 (a 430 nm), reveló dos sitios de unión diferentes a la proteína. El tiempo menor se asoció al CPFMe presente en el sitio I, basado en la desactivación del 3CPFMe* por triptófano (Trp) alojado en ese sitio de la proteína a través de un mecanismo de transferencia electrónica (Te). Sin diferencias significantes entre (S)- y (R)-CPFMe. En a1-glicoproteina ácida bovina (AGAB), se observó un único sitio de unión para ambos enantiómeros de CPFMe con estereodiferenciación en los tiempos de triplete de los complejos CPFMe@AGAB, donde el más corto fue para el enantiómero (S). Se detectó fotounión de CPFMe a AGAB por los consiguientes cambios en los espectros de fluorescencia de las mezclas CPFMe@AGAB antes y después de irradiar. El proceso fue más eficiente para (S)-CPFMe. El mecanismo propuesto relaciona la fotodeshalogenación reductiva desde el estado excitado triplete de (S)-CPFMe, dando lugar al aducto covalente (S)-CBZMe-AGAB. Para evitar la termodinámica desfavorable de la ruptura homolítica C-Cl a través del estado excitado triplete, se ha propuesto que en el mecanismo real de reacción esté involucrada la formación de excímeros triplete. Para profundizar en el mecanismo de deshalogenación del CPFMe, se han sintetizado e irradiado dos diadas diastereoméricas basadas en CPF (CPF-CPF y CPF-CBZ). El "self-quenching" de los estados excitados triplete en ambas diadas es mucho más rápido que en CPFMe, y es relacionado con la formación de especies con separación de carga, claramente desfavorecido en disolventes apolares como tetrahidrofurano (THF). Los tiempos de vida de triplete, así como los efectos del disolvente en la fotorreactividad están de acuerdo con la teoría de una deshalogenación fotoreductiva como mecanismo en sistemas basados en CPF. Se ha investigado la fotoquímica del fármaco neuroléptico ciamemazina (CMZ) en medios biomiméticos. El proceso de encapsulación ha sido seguido por fluorescencia, como un desplazamiento hipsocrómico de la banda, así como un aumento de los rendimientos cuánticos y de los tiempos de vida. La FDL reveló importantes cambios asociados a la encapsulación, una generación del estado excitado triplete más selectiva, los cuales viven más tiempo. La fotooxidación de CMZ ocurre a través de fotoionización; el catión radical resultante es atrapado por oxígeno para formar su fotoproducto N,S-dióxido. La reacción ha sido monitorizada por fluorescencia, por la aparición progresiva de la banda de emisión a longitudes de onda más cortas. Éste proceso resultó ser desfavorecido en los microambentes utilizados (lipófilos). La velocidad de fotooxidación más lenta corresponde a CMZ en micelas SDS y en AGAs, donde el fármaco se encuentra en un dominio más hidrofóbico, difícilmente accesible desde el medio acuoso, donde la fotoionización es casi despreciable. La FDL del antipsicótico clorpromazina (CPZ) y dos de sus metabolitos de fase I CPZ-MD y CPZ-DD (mono y didesmetilado) en presencia de cantidades crecientes de albúmina sérica humana (ASH) ha permitido monitorizar la unión a proteína, por el aumento del valor de Amax del 3CPZ* (a 470 nm). El grado de unión fue mayor para el fármaco de origen, de acuerdo con su carácter más hidrofóbico. El uso de warfarina como sonda de desplazamiento del sitio I indicó que los tres compuestos sólo se unen a este sitio

[CA] S'ha plantejat l'ús de mitjans biomimètics com albúmines sèriques (ASs), a1-glicoproteïnes àcides (AGAs), ciclodextrines (CDs) i micel·les de dodecil sulfat sòdic (SDS) combinat amb tècniques fotofísiques com a fluorescència (F) i fotòlisi de llampada làser (FLL) per a investigar la fotosensibilització per fàrmacs que contenen un cromòfor tipus carbazol (CBZ) o fenotiazina (FTZ). S'ha estudiat el comportament de l'èster metílic del carprofén (CPFMe) en presencia d'albúmina sèrica bovina (ASB). Les cinètiques de desaparició dels estats excitats triplet de CPFMe en presencia de ASB 1:2 (a 430 nm) van revelar dos llocs d'unió de CPFMe a la proteïna; el temps menor es va associar al lloc I a causa de la desactivació del 3CPFMe* per triptòfan (Trp) allotjat en eixe lloc de la proteïna a través d'un mecanisme de transferència electrònica (Te); no es van observar diferències significatives entre (S)- i (R)-CPFMe. En a1-glicoproteïna àcida bovina (AGAB), CPFMe es va encapsular en un únic lloc d'unió amb estereodiferenciació en els temps de vida de triplet dels complexos CPFMe@AGAB, amb un valor més curt per a l'enantiòmer (S). A més, es va detectar fotounió de CPFMe a AGAB pels consegüents canvis als espectres de fluorescència de les mescles CPFMe@AGAB abans i després d'irradiar. El procés va ser més eficient per a (S)-CPFMe. El mecanisme proposat relaciona la fotodeshalogenació reductiva des de l'estat excitat triplet de (S)-CPFMe i que forma el corresponent adducte (S)-CBZMe-AGAB. Per a evitar la termodinàmica desfavorida de la ruptura homolítica C-Cl a través del estat excitat triplet, s'ha proposat que al mecanisme real de reacció estigui involucrat la formació de excímers triplet. En aquest context, per aprofundir en el mecanisme de deshalogenació del CPFMe, s'ha sintetitzat e irradiat dos diades diastereomèriques (CPF-CPF i CPF-CBZ). El "self-quenching" dels estats excitats triplet de ambdues diades es molt més ràpid que en CPFMe, i es relaciona amb la formació d'espècies amb separació de càrrega, clarament desfavorit en dissolvents apolars com tetrahidrofurà (THF). Les tendències observades en els temps de vida de triplet, així com els efectes del dissolvent en la fotorreactivitat estan d'acord amb la teoria d'una deshalogenació fotoreductiva com a mecanisme en sistemes basats en CPF. S'ha investigat la fotoquímica del fàrmac neurolèptic ciamemazina (CMZ) en medis biomimètics. El procés d'encapsulació ha estat seguit per fluorescència, com un desplaçament hipsocròmic de la banda, així com un augment dels rendiments quàntics i dels temps de vida. La FLL va revelar canvis importants associats a l'encapsulació, específicament una generació de l'estat excitat triplet més selectiva i amb temps de vida més llarg. La fotooxidació de CMZ ocorre a través de fotoionització; el catió radical resultant es atrapat per oxigen per a formar el seu fotoproducte N,S-diòxid. La reacció ha estat monitoritzada per fluorescència, per l'aparició progressiva de la banda de emissió a longituds d'ona més curtes. Este procés resultà ser desfavorit als microambients utilitzats (lipofílics). La velocitat de fotooxidació més lenta correspon a CMZ en micel·les SDS i en AGAs, on el fàrmac està en un domini més hidrofòbic, difícilment accessible des del medi aquós i on la fotoionització és quasi menyspreable. La FLL de l'antipsicòtic clorpromazina (CPZ) i dos dels seus metabòlits CPZ-MD i CPZ-DD (mono i didesmetilat) en presència de quantitats creixents d'albúmina sèrica humana (ASH) ha permès monitoritzar la unió a proteïna, mitjançant l'augment del valor de Amax del 3CPZ* (a 470 nm). El grau d'unió va ser major per al fàrmac d'origen, d'acord amb el seu caràcter més hidrofòbic. L'ús de warfarina com a sonda de desplaçament del lloc I va indicar que els tres compostos només s'uneixen a eixe lloc. Es va observar una lleugera fotounió a ASH