Synthesis and Photobiological Evaluations of Porphyrine Dimers for Targeted Two-Photon Photodynamic Therapy
Photothérapie dynamique vectorisée contre le rétinoblastome : conception, Synthèse et Etudes photobiologiques de photosensibilisateurs excitables à deux photons
Résumé
Photodynamic therapy (PDT) is a new potential treatment against retinoblastoma, which doesn’t induce mutations. The porphyrin derivatives used as Ps in PDT are widely studied since the birth of the first synthesis Ps (HpD). An important limitation of PDT comes from low penetration of light (λ<700 nm) used for excitation of the Ps. In order to provide enough energy to enable production of singlet oxygen in the phototherapeutic window between 700-1300, the absorption of two relatively low-energy photons simultaneously has been proposed. Ps excited by simultaneous absorption of two photons leads to the concept of two-photon PDT (TPE-PDT). This process has very low probability; its application in the PDT needs develop new Ps with intensive cross section. Another limitation is the low selectivity and specificity of current Ps for tumor cells. Active targeting to appropriate receptors expressed at the tumor cells give a possible solution. It has been reported that the lectin-like receptors recognizing certain sugars are overexpressed in malignant cells. We will present the synthesis and in vitro photocytotoxical results of asymmetric porphyrin dimers P-Y-P', inspired by previous studies of our laboratory, introducing three para-phenoxy-diethylene glycol mannose chains at the meso positions of porphyrin core which optimized for two-photon absorption and targeted to membrane lectins. To circumvent the solubility problem of porphyrin dimers in aqueous medium and improve internalization of Ps into tumor cells, we analyzed the interfacial behavior of the porphyrin dimers in the air-buffer interface, studied the incorporation of porphyrin dimers in liposomes using the technique of fluorescence, and evaluated the interaction between porphyrin dimers and Concanavalin A (Canavalia ensiformis lectin derived from that specifically recognizes the alpha-D-mannose).
La photothérapie dynamique (PDT) est un nouveau traitement n’induisant potentiellement pas de mutation et utilisable pour lutter contre le rétinoblastome. Les dérivés de porphyrine utilisés comme Ps dans la Thérapie PhotoDynamique (PDT) sont largement étudiés depuis la naissance du premier Ps de synthèse (l’HpD). Une limitation importante de la PDT provient de la faible profondeur (confinée près de la surface) de pénétration de la lumière (λ <700 nm) employée pour l'excitation du Ps. Afin de fournir une énergie d’activation suffisante pour produire l’oxygène singulet dans la fenêtre thérapeutique entre 700-1300, le processus d'absorption à deux photons a été proposé. Les Ps excitables par l’absorption simultanée de deux photons conduisent au concept de PDT à deux photons (PDT-ADP). Ce processus ayant une faible probabilité, son application demande le développement de nouveaux Ps avec une section efficace importante. Une autre limitation de la PDT est la faible sélectivité et spécificité des Ps actuels pour les cellules tumorales. Un ciblage actif de récepteurs membranaires spécifiques des cellules tumorales représente une solution possible. Il a été rapporté que des récepteurs de type lectine reconnaissant certains sucres sont surexprimés par des cellules malignes. Nous présenterons la synthèse et les résultats photocytotoxiques de dimères dissymétriques de porphyrine P-Y-P', inspirée d'études précédentes du laboratoire, privilégiant l’introduction de trois chaînes para-phénoxy-diéthylène glycol mannose sur trois des positions méso de porphyrines optimisés pour l’absorption à deux photons et vectorisés vers des lectines membranaires.Pour contourner le problème de solubilité des porphyrines dimères en milieu aqueux et améliorer l’internalisation de Ps dans les cellules tumorales, nous avons analysé le comportement interfacial des porphyrines dimères à l'interface air-tampon, étudié leur incorporation dans les liposomes à l’aide de la technique de la fluorescence, et évalué l’interaction entre porphyrin dimères et la Concanavaline A (une lectine extraite de Canavalia ensiformis qui reconnaît de manière spécifique l'alpha-D-mannose).
Domaines
Chimie organique
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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