Réactivité d'antioxydants phénoliques, modulateurs potentiels de la PDT, avec un radical libre organique et un photosensibilisateur à l'état excité

par Ouided Friaa

Thèse de doctorat en Biophysique moléculaire

Sous la direction de Daniel Brault.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .

mots clés

• Photochimiothérapie
• Antioxydants
• Trolox
• Stress oxydatif
• Photolyse éclair
• Propofol
• Gaïacol
• Photothérapie dynamique

Résumé

Les antioxydants ont un rôle fondamental dans la protection des systèmes biologiques de part leur capacité anti-oxydante. La photochimiothérapie antitumorale, PDT, repose sur un stress oxydant photoinduit. Cette étude physicochimique permet de s'interroger sur la nature de l'effet des antioxydants sur la PDT. Son objectif est d'étudier d'une part la réactivité d'antioxydants d'intérêt thérapeutique avec un radical organique le diphényl-picryl-hydrazyl, DPPH°, et d'autre part, un photosensibilisateur, la tétra(meta-hydroxyphenyl)chlorine, mTHPC, à l'état excité triplet, 3mTHPC. La réaction entre le DPPH° et un analogue de la vitamine E, le Trolox, a été étudiée par cinétique rapide « stopped-flow ». Différents paramètres ont été analysés : la concentration, le pH, la proportion alcool/eau. . . Les résultats obtenus ont permis de préciser, entre autre, le mécanisme de l'étape initiale. Le mécanisme et les produits de la réaction entre le DPPH° et le Propofol (PPF), un anesthésique largement utilisé en clinique, ont été également déterminés. La réaction entre le DPPH0 et deux autres antioxydants, le Méthyle gallate (MG) et le Guaïacol (G), a été étudiée en mesurant la vitesse initiale. Ces informations ont permis de classer les antioxydants en fonction de leur capacité à réagir avec le DPPH°: MG>Trolox>PPF~G. Enfin, afin de mieux comprendre le pouvoir pro-oxydant éventuel de ces molécules, la réaction entre la 3mTHPC et ces molécules a été abordée par photolyse par éclair laser. Les spectres (T-T) de la 3mTHPC en présence de PPF pourraient révéler la formation du radical PPF°. Les constantes de vitesses obtenues ont permis de proposer ce classement: Trolox>PPF»MG>G.

Titre traduit

Reactivity of phenolic antioxidants, potential modulators of PDT, with a free organic radical and a photosensitizer excited to the triplet state

Résumé

Antioxidants have an important role in the protection of biological Systems due to their antioxidant capacity. However, they can also behave as prooxidants. Photodynamic therapy, PDT, rest on a photoinduced oxidant stress. In this work we have studied the reactivity of antioxidant drugs, with an organic radical, diphenylpicrylhydrazyl, DPPH°, on one hand, and on the other hand with a photosensitizer, tetra(m-hydroxyphenyl)chlorin excited at the triplet state, 3mTHPC. Our aim was to establish possible correlation between the antioxidant capacity of the investigated molecules, as measured by the DPPH° test, and their reactivity towards the excited photosensitizer. The reaction between DPPH° and an analogue of vitamin E, Trolox, was studied in ethanol/buffer mixtures by using a stopped-flow System. Several parameters were considered: concentration, pH, alcohol/water ratio and solvent deuteration. The mechanism of the reaction was established with focus on the initial step. The mechanism and the products of the reaction between DPPH° and Propofol, PPF, a common anaesthetic, were also determined. The reaction between DPPH° and two others antioxidants, Methyl Gallate (MG) and Guaïacol (G), was studied by measuring the initial rate of the reaction. This data permitted to rank the antioxidant according to their capacity to react with DPPH°: MG>Trolox>PPF~G. Then, the reaction between 3mTHPC and these molecules was studied by laser flash photolysis. The time resolved spectra recorded for the reaction of 3mTHPC with PPF reveal a transient near 380-385 nm, which might be due to the PPF° radical formation. The rate constants of this reaction follow the order: Trolox>PPF»MG>G.