Modified bacteriochlorins in photodynamic therapy of resistant cancers

Terapia fotodynamiczna jest to minimalnie inwazyjna procedura terapeutyczna stosowana w leczeniu nowotworów, wymagająca obecności tlenu cząsteczkowego, źródła światła oraz fotosensybilizatora, który po wzbudzeniu prowadzi do fotogenerowania reaktywnych form tlenu odpowiedzialnych za efekt fotodynamiczny. Bakteriochloryny - tetrapirolowe makrocykle zawierające dwa zredukowane pierścienie pirolowe, ze względu na silną absorpcję w oknie fototerapeutycznym oraz wydajne generowanie ROS wydają się być idealnymi fotosensybilizatorami do PDT. Celem niniejszej pracy magisterskiej było zbadanie właściwości fotofizycznych i fotochemicznych modyfikowanych bakteriochloryn (J-BC1, J-BC2) oraz określenie ich parametrów farmakologicznych. Pomiary przeprowadzono metodami spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej, zarejestrowano widma fosforescencji tlenu singletowego, dokonano także detekcji ROS, a za pomocą laserowej fotolizy błyskowej wyznaczono czasy życia stanu trypletowego. Określono również współczynnik podziału logP oraz stałą wiązania do BSA. Badane bakteriochloryny generują reaktywne formy tlenu zarówno zgodnie z mechanizmem fotosensybilizacji typu I jak i II, są związkami o współczynniku podziału poniżej 5 i spełniają reguły Lipińskiego określające właściwości fizykochemiczne potencjalnego leku.

Photodynamic therapy is a minimally invasive therapeutic procedure used in the treatment of cancer, requiring the presence of molecular oxygen, a light and a photosensitizer that after excitation leads to photogeneration of the reactive oxygen species responsible for the photodynamic effect. Bacteriochlorins - tetrapyrrolic macrocycles containing two reduced pyrrole rings, due to the strong absorption in the phototherapeutic window and efficient ROS generation seem to be ideal photosensitizers for PDT. The aim of this thesis was to examine photophysical and photochemical properties of modified bacteriochlorins (J-BC1, J-BC2) and to determine their pharmacological parameters. The measurements were carried out by means of absorption and emission spectroscopy, singlet oxygen phosphorescence measurements, ROS detection and determination of the triplet lifetimes determined by laser flash photolysis. The logP partition coefficient and the BSA binding constant were also determined. The investigated bacteriochlorins generate ROS through both the type I and II photosensitizing mechanisms, are compounds with a partition coefficient of less than 5 and comply with Lipinski's rules defining the physicochemical properties of a potential drug candidate.