La inactivación fotodinámica (PDI) de microorganismos ha sido propuesta como una modalidad alternativa para el tratamiento de bacterias patogénicas resistentes a antibióticos [[i]]. Esta metodología se fundamenta en la acumulación preferencial del fotosensibilizador en las células microbianas. Posteriormente, la irradiación del cultivo con luz visible induce el desarrollo de fotoprocesos, los cuales pueden involucrar la generación de radicales libres (fotorreacción tipo I) o la formación de 1O2 (tipo II). Ambas reacciones conducen a la formación de especies altamente reactivas que pueden atacar a moléculas de origen biológico y afectar al sistema celular, conduciendo a un daño letal en las bacterias [[ii]]. Estudios recientes indican que la presencia de cargas positivas en la periferia de los sensibilizadores permite la fotoinactivación directa de bacterias Gram-negativas y Gram-positivas [[iii]]. Básicamente han sido propuestas dos vías como las principales responsables del daño letal a las bacterias. La actividad fotodinámica puede producir principalmente cambios en la membrana plasmática o en el ADN. Se sabe que las porfirinas tri- y tetra-catiónicas participan en la formación de complejos con ácidos nucleicos, provocando lesiones en las cadenas del ADN luego de la fotoactivación [[iv],[v]]. Estudios de los aspectos mecanísticos concluyen que la inactivación de Escherichia coli por PDI con 5,10,15,20-tetra(4-N-metilpiridil)porfirina es principalmente dependiente del fotodaño sobre el ADN del microorganismo, mas que del funcionamiento inadecuado de su membrana plasmática o de proteínas externas con funciones reguladoras [[vi]]. Además, hay un gran interés en la interacción de moléculas con los ácidos nucleicos debido a sus aplicaciones potenciales en biotecnología. En nuestro laboratorio hemos encontrado que la porfirina A3B3+ (Esquema 1) inactiva cultivos de E. coli tanto en solución acuosa como inmovilizados sobre una superficie, convirtiéndose en un fotosensibilizador muy prometedor para PDI [[vii]].
Conclusiones
Estudios previos in vitro indican que las porfirinas catiónicas son incorporadas rápidamente a las células E. coli. La porfirina A3B3+ presenta una mayor incorporación intracelular. La inactivación fotodinámica de las células E. coli, tratadas con 1 mM de sensibilizador e irradiadas con luz visible, sigue el orden: A3B3+ > A44+ ≈ TTAP4+ >> ABAB2+ > AB3+ y es insignificante para TPPS4-. Como el mecanismo de fotoinactivación celular no está totalmente establecido, la alta eficiencia de inactivación de la porfirina A3B3+ podría deberse a una elevada afinidad por el ADN. En el presente estudio, las moléculas di y tri catiónicas presentan una mayor asociación con el nucleótido GMP, aunque esta tendencia no se corresponda con la cantidad de cargas o con la eficiencia en PDI. Por otro lado, en el caso del ADN la tendencia sigue al número de cargas catiónicas en la porfirina. Sin embargo, A3B3+ presenta una alta afinidad tanto por la GMP como por el ADN. Para determinar si la alta eficiencia en PDI se debe a interacciones con el ADN es necesario determinar la localización subcelular del sensibilizador en el microorganismo. Estudios in vitro sobre la fotooxidación y ruptura del ADN por acción de fotosensibilizadores están actualmente siendo desarrollados en nuestro laboratorio.
