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Ver el documento (formato PDF)   Mamone, Leandro Ariel.  "Búsqueda de nuevos fotosensibilizantes para el tratamiento del cáncer, inactivación bacteriana y de principios activos antineoplásicos a partir de especies vegetales de Argentina"  (2014-03-20)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La Terapia Fotodinámica (TFD) es un tratamiento contra el cáncer que implica la administración de un Fotosensibilizante (FS) y su activación mediante luz visible, produciendo así, fotodaños mediados por oxígeno singlete en el tumor. Además de su uso en cáncer, los principales usos de la TFD incluyen el tratamiento de desórdenes inflamatorios e infecciones. El objetivo de este trabajo fue investigar una colección de plantas de la Argentina como fuente de nuevos FS naturales para ser usados en cáncer y Terapia Fotodinámica Antimicrobiana (TFDA), así como también de compuestos antitumorales y antibacterianos. Se realizó una colección de 113 extractos de plantas de Argentina, y se testeó la presencia de actividad fototóxica sobre la línea celular LM2 de adenocarcinoma mamario, y sobre la especie bacteriana Gram-positiva Staphylococcus epidermidis. En la línea celular LM2 se observó que la exposición a los extractos metanólicos de hoja de Combretum fruticosum y Scutia buxifolia indujo la muerte celular al aplicar TFD. Estos extractos se probaron en diferentes líneas celulares y el efecto fue selectivo contra las líneas tumorales. Se determinó además, que el extracto metanólico de hoja de Collaea argentina es fotoprotector contra la TFD. En bacterias S. epidermidis, tres extractos resultaron ser altamente fotoactivos: Solanum verbascifolium flor, Tecoma stans flor y Cissus verticillata raíz. Estos indujeron reducciones de 4, 2 y 3 órdenes de magnitud en la supervivencia de la bacteria, respectivamente al aplicar la TFDA. Es destacable que la TFDA empleando S. verbascifolium como FS, fue más eficiente con luz solar que empleando una fuente de luz artificial (erradicación total vs. 4 órdenes de reducción). El balance entre compuestos oxidantes y antioxidantes debe estar probablemente enmascarando potenciales FS de los extractos vegetales, pero empleando el extracto crudo, el nivel de fotoactividad de S. verbascifolium es similar al de algunos de los FS comerciales bajo la exposición a luz solar, demostrando que compuestos naturales vegetales son efectivos para ser usados en TFDA. Se llevó a cabo la caracterización fotoquímica de la TFDA empleando el extracto de S. verbascifolium. Las reacciones fueron mediadas principalmente por oxígeno singlete y en menor medida, por el radical hidroxilo. Se estableció un modelo de internalización bacteriana en queratinocitos PAM212 empleando las especies S. epidermidis y S. aureus. Sobre las células infectadas se aplicó TFDA con S. verbascifolium, resultando en la reducción de las bacterias intracelulares sin afectar la viabilidad de las células eucariotas. Desarrollamos, además, un método para el “screening” de potenciales FS de plantas basado en la generación de reacciones redox y producción de oxígeno singlete ante la aplicación de luz. En cuanto a la búsqueda de potenciales compuestos antitumorales, investigamos la citotoxicidad de los extractos en oscuridad. Empleamos 4 líneas tumorales y 3 no tumorales. Trece extractos resultaron ser altamente citotóxicos. Sin embargo, la inhibición del crecimiento celular fue dependiente de la línea celular y no se encontró selectividad por las líneas tumorales, excepto por el extracto de Ipomoea cairica. En general, las concentraciones inhibitorias 50 estuvieron en el rango de 10-150 μg/ml. Los extractos más citotóxicos correspondieron a las especies Solanum chacoense, Iochroma australe y Jacaranda mimosifolia. Se aislaron parcialmente los principios activos de estos tres extractos, y se encontró que estos indujeron un alto porcentaje de muerte celular mediante el arresto del ciclo celular e inhibición de la migración celular. En líneas generales, este es uno de los primeros estudios enfocado al análisis de las propiedades de las plantas nativas de Argentina como antitumorales y antibacterianos en presencia o ausencia de luz y sus efectos biológicos. Palabras clave: Terapia fotodinámica, extractos vegetales, nuevos fotosensibilizantes, compuestos antitumorales, líneas celulares, inactivación bacteriana.

Abstract:
Photodynamic therapy (PDT) is an anticancer treatment that involves administration of a photosensitizer (PS) and its subsequent activation by visible light to result primarily in singlet oxygen–induced photodamage to the tumor. In addition to cancer, mainstream uses for PDT include inflammatory disorders and infections. The aim of this work was to investigate a collection of plants from Argentina as a source of new natural PS to be used in cancer and antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT), as well as antitumor and antibacterial compounds. A collection of 113 Argentinean plant extracts was prepared and screened for phototoxicity on LM2 mammary adenocarcinoma cells and the Gram-positive species Staphylococcus epidermidis. In the mentioned cell line, it was found that exposure to the methanolic extracts of Combretum fruticosum and Scutia buxifolia leaves induced cell death after PDT. This extracts were tested in different cell lines. The effect was selective for tumor lines. It was also found that Collaea argentina leaf extract was photoprotective against PDT. In bacteria, three extracts turned out to be highly photoactive: Solanum verbascifolium flower, Tecoma stans flower and Cissus verticillata root. They induced 4, 2 and 3 logs decrease in bacterial survival, respectively. It was noticeable that S. verbascifolium– aPDT was more efficient under sunlight as compared to artificial light (total eradication vs. 4 logs). The balance between oxidant and antioxidant compounds is very likely to be masking or unmasking potential PS of plant extracts, but employing the crude extract, the level of photoactivity of S. verbascifolium is similar to some artificial PS upon exposure to sunlight, demonstrating that natural resources can be employed in aPDT. Photochemical characterization of S. verbascifolium flower extract upon exposure to light was carried out. aPDT reaction was dependent mainly on singlet oxygen and to a lesser extent, on hydroxyl radicals. We established a model of bacteria internalization into human keratinocytes employing S. aureus and E. epidermidis species. Afterwards, we applied aPDT on infected cells, and the response was a reduction in the number of intracellular bacteria without affecting viability of eukaryotic cells. We developed an easy method for the screening of potential PS from plants based on redox reactions and singlet oxygen production. Regarding to the search for potential new anti-cancer agents, we investigated the effect of plant extracts on cell growth (in dark conditions). Four tumor cell lines and 3 non tumor cell lines were assayed. Thirteen extracts were found to be highly cytotoxic. However, inhibition on cell growth was dependent on cell type and selectivity was not found except for Ipomoea cairica extract. In general, the inhibitory concentrations 50% were in the range of 10-150 μg/ml. The most cytotoxic extracts were Solanum chacoense, Iochroma australe and Jacaranda mimosifolia. Active compounds from these three extracts were partially isolated, finding that they induced a high percentage of cell death through cell cycle arrest and inhibition of cell migration. Overall, this is one of the first studies focusing on Argentinean native plants and their compounds biological effects on PDT, as antitumor and antibacterial. Keywords: Photodynamic therapy, plant extracts, new photosensitizers, anti-tumoral compounds, cell lines, bacterial inactivation.

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Registro:
Título : Búsqueda de nuevos fotosensibilizantes para el tratamiento del cáncer, inactivación bacteriana y de principios activos antineoplásicos a partir de especies vegetales de Argentina     =    Search of new photosensitizers for the treatment of cancer, bacterial inactivation and antineoplastic active principles from Argentinian plant species
Autor : Mamone, Leandro Ariel
Director : Casas, Adriana G.
Director Asistente : Di Venosa, Gabriela
Consejero : Coso, Omar
Jurados : Calvo, Juan Carlos  ; Rivarola, Viviana  ; Moreno de Contartese, Silvia
Año : 2014-03-20
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Centro de Investigaciones sobre Porfirinas y Porfirias (CIPYP)
Hospital de Clínicas "José de San Martín"
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5514_Mamone
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Biomedicina
Palabras claves : TERAPIA FOTODINAMICA; EXTRACTOS VEGETALES; NUEVOS FOTOSENSIBILIZANTES; COMPUESTOS ANTITUMORALES; LINEAS CELULARES; INACTIVACION BACTERIANA; PHOTODYNAMIC THERAPY; PLANT EXTRACTS; NEW PHOTOSENSITIZERS; ANTI-TUMORAL COMPOUNDS; CELL LINES; BACTERIAL INACTIVATION
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