Estudio de quimioluminiscencia con aplicaciones anticancerígenos: Fotofísica y fotoquímica de luminol y derivados

Abstract

[ES] La quimioluminiscencia es el fenómeno de emisión de luz al producirse una reacción química. Existen un gran número de aplicaciones de este fenómeno en campos tan diferentes como la tecnología, la criminalística o el entretenimiento. La terapia fotodinámica (TF) es un tratamiento muy efectivo contra algunos tipos de cáncer en la que un fotosensibilizador al ser irradiado con luz apropiada, produce especies reactivas de oxígeno altamente tóxicas, como el oxígeno singlete, dentro de las células malignas para provocar su muerte. Existe una gran limitación a la aplicación de este procedimiento de forma generalizada: solo se puede aplicar a aquellos tumores fácilmente accesibles para irradiarlos, como los tumores de piel. El presente Trabajo Fin de Grado se enmarca dentro del proyecto FET-OPEN financiado por el programa H2020, LUMIBLAST, cuya idea central es diseñar nuevos compuestos que alcancen las células cancerosas y que sean quimioluminiscentes, de tal forma que actúen como fuente de luz interna, eliminando así el principal inconveniente de la TF. En este Trabajo Final de Grado se ha diseñado y optimizado un protocolo para caracterizar cualitativa y cuantitativamente la quimioluminiscencia de los nuevos compuestos sintetizados dentro del proyecto europeo, para determinar su idoneidad para ser efectivos en terapia fotodinámica. Para ello, inicialmente se han caracterizado fotofísicamente luminol y el producto de su reacción de quimioluminiscencia, el ácido 3-aminoftlálico, así como la protoporfinina IX en medio orgánico y acuoso. Además se ha explorado la posibilidad de desencadenar la quimioluminiscencia mediante métodos pulsados. Con ello se ha establecido un procedimiento de trabajo óptimo para evaluar los nuevos compuestos sintetizados para este fin.

[EN] Chemiluminiscence is any process in which light is emitted when a chemical reaction occurs. This phenomenon find many different applications in different fields such as technology, criminology or entertainment. Photodynamic therapy (PDT) is a very effective treatment against many types of cancer in which a photosensitizer produces highly reactive oxygen species, such as singlet oxygen, inside the malignant cells to cause their death when they are irradiated with light of the appropriated wavelength. There is a great limitation to the application of this procedure in a generalized way: it can only be applied to those tumors that are easy to be irradiated, like skin tumors. The current Final Degree Project is related to the FET-OPEN Project funded by the EU program H2020, LUMIBLAST. The final aim of this project is to design new chemiluminescent compounds able to reach the cancer cells, so that they can act as an internal light source, removing the main disadvantage of PDT. In this Final Degree Project a protocol has been designed and optimized to qualitatively and quantitatively characterize the chemiluminiscence of the new compounds synthesized within the european project in order to determine their effectiveness in photodynamic therapy. To start, luminol and its chemiluminiscence reaction product, 3-aminophtalic acid, together with protoporphyrin IX have been photophysically characterized in organic and aqueous media. Also, the possibility of triggering the chemiluminiscence using pulsed methods has been explored. Finally, an optimal procedure to evaluate the chemiluminiscence of the new compounds synthesized in the framework of the EU project was established.