La inactivación fotodinámica (PDI) de microorganismos ha sido propuesta como una modalidad alternativa para el tratamiento de bacterias patogénicas resistentes a antibióticos [1]. 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 que afectan el sistema celular, conduciendo a un daño letal en las bacterias. 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 [2].
En este trabajo fueron investigados aspectos mecanísticos de la PDI in vitro en bacterias Escherichia coli, sensibilizada por nuevas porfirinas catiónicas, con diferente patrones de sustitución (Esquema).
Estos derivados catiónicos de porfirina exhiben un coeficiente de absorción alto en la región visible y un rendimiento cuántico de fluorescencia de fF~0,1. La actividad fotodinámica muestra una producción de oxígeno molecular singlete, O2(1Dg), con un rendimiento cuántico de FD~0,41-0,53. Los estudios in vitro indican que las porfirinas catiónicas son incorporadas rápidamente a las células E. coli (~5 min). La porfirina A3B3+ presenta una mayor incorporación intracelular y permanece fuertemente unida a las células aún después de tres etapas de lavado. La PDI de las células E. coli, tratadas con 1 mM de sensibilizador e irradiadas con luz visible, sigue el orden: A3B3+>A44+>>ABAB2+>AB3+. Estudios en condiciones anóxicas indican que el O2(1Dg) es la principal especie responsable de la inactivación celular. La microscopía electrónica revela la agregación de macromoléculas citoplasmáticas. Sin embargo, no se detecta la liberación del material intracelular. Este tratamiento también produce daños en el ADN plasmídico y genómico de E. coli. Los resultados sugieren que la porfirina tricatiónica A3B3+ presenta propiedades interesantes como agente sensibilizador para su aplicación en la inactivación fotodinámica de bacterias. Así, los microorganismos patógenos que crecen in vivo en un foco localizado de infección sobre la piel o en una membrana mucosa accesible podrían ser inactivados mediante la acción fotodinámica del sensibilizador activado por luz visible.
1. O´Riordan, K.; Akilov, O. E.; Hasan, T.; Photodiagnosis Photodynamic Therapy 2005, 2, 247-262.
2. Caminos, D. A.; Spesia, M. B.; Durantini, E. N.; Photochem. Photobiol. Sci. 2006, 5, 56-65.
