9-[(E)-2-feniletenil]antraceno y 9-[(E)-2-(naftalen-2-il)etenil]antraceno como trampas para oxígeno singulete: oxidación fotosensibilizada y efecto fotodinámico sobre parásitos Leishmania tarentolae

Abstract

Introducción: El oxígeno singulete es una especie reactiva que se obtiene mediante t r a n s f e r e n c i a e n e r g é t i c a u s a n d o u n fotosensibilizador. Su cuantificación directa requiere de instrumentación costosa, por lo cual es necesario recurrir a métodos indirectos que tengan suficiente selectividad y bajo costo. Estos procedimientos se basan en la interceptación química del oxígeno singulete produciendo una especie que se pueda detectar por métodos analíticos convencionales. En este artículo se describe la utilización del 9-[(E)-2-feniletenil] antraceno 1 (PEA) y del 9-[(E)-2-(naftalen-2-il) etenil]antraceno 2 (NEA), como alternativas viables y económicas para la cuantificación indirecta del oxígeno singulete, en medios acuosos. Su ventaja radica en la fácil detección de la desactivación de su fluorescencia una vez son oxidados por el oxígeno singulete. Materiales y Métodos: Los compuestos se sintetizaron y caracterizaron siguiendo procedimientos previamente reportados. Su capacidad para atrapar oxígeno singulete se determinó siguiendo su oxidación fotosensibilizada en solución de H2O/THF y en parásitos de Leishmania tarentolae, empleando azul de metileno o rosa bengala como fotosensibilizadores. Las muestras experimentales se iluminaron con una lámpara de emisión de luz visible, y se utilizaron métodos espectroscópicos (absorción UV-Vis, fluorescencia, RMN-1H) y espectrometría de masas para monitorear el atrapamiento y fotooxidación. Resultados y Discusión: Las pruebas espectroscópicas demostraron la capacidad que tienen los compuestos PEA 1 y NEA 2 para atrapar oxígeno singulete en solución acuosa y dentro de parásitos de L. tarentolae. Estudios de viabilidad parasitaria demuestran que PEA 1 es citotóxico en la oscuridad y cuando los cultivos son expuestos a la luz, mientras que NEA 2 no es citotóxico en la oscuridad, pero sí lo es cuando el cultivo es expuesto a la luz. En conclusión, los compuestos estudiados pueden servir como sondas para detectar y medir la producción de oxígeno singulete en medio acuoso y potencialmente en cultivos celulares, aunque es recomendable evaluar su actividad citotóxica en la oscuridad y bajo iluminación en estos casos.

Introduction: Singlet oxygen is a reactive species obtained via energy transfer using a photosensitizer. Its direct quantification requires expensive instrumentation, so it is necessary to use indirect methods having sufficient selectivity and low cost. These procedures are based on the chemical interception of singlet oxygen producing a species that can be detected using conventional analytical methods. This article describes the utilization of 9-[(E)-2- phenylethenyl]anthracene 1 (PEA) and 9-[(E)-2- (naphtalen-2-yl)ethenyl]anthracene 2 (NEA) as suitable and economic alternatives for the indirect quantification of singlet oxygen in aqueous media. Their advantage is the easy detection of their fluorescence once they are oxidized by singlet oxygen. Materials and Methods: Compounds were synthesized and characterized following procedures previously reported. Their capacity to trap singlet oxygen was determined by monitoring their photosensitized oxidation in either a H2 O/THF solution or within Leishmania tarentolae parasites, utilizing methylene blue or rose bengal as photosensitizers. Experimental samples were illuminated with a lamp emitting visible light, while spectroscopical techniques (absorption, fluorescence, 1 H-NMR) and mass spectrometry were used to monitor trapping and photooxidation. Results and Discussion: Spectroscopical evidence demonstrates that both PEA 1 and NEA 2 are capable of trapping singlet oxygen in both aqueous media and within L. tarentolae parasites. Viability studies demonstrate that PEA 1 is cytotoxic in the dark and when parasite cultures were exposed to light, while NEA 2 does not show dark cytotoxicity, but is toxic when cultures were exposed to light. It can be concluded that both compounds under study may be utilized as probes to detect and quantify the production of singlet oxygen in aqueous media and potentially in cell cultures, although it is recommended to evaluate their cytotoxic activity both in the dark and upon light exposure in these cases.