Reazioni fotoindotte da agenti xenobiotici in sistemi a crescente complessità molecolare

A number of biomolecules is known to undergo extensive changes upon irradiation in the presence of photosensitizers. Certain drugs can behave as photosensitizers producing protein modifications, which are thought to be responsible for the occurrence of photoallergy and other undesired light-induced side effects1. In the case of proteins, their photosensitized modifications can lead to loss of biological function (inactivation of enzymes, hormones, etc.). The aromatic amino acid tryptophan (Trp) is the most susceptible protein residue involved in various photosensitized adverse effects2. Between them, the tryptophan photosensitization induced by methylene blue (MB) has been well-studied3. A predominant type II MB photosensitizing activity, mediated by singlet oxygen, was previously demonstrated on various models3. The purpose of this study is to compare this well-known photosensitization system with that induced by naproxen (NAP), a drug belonging to the class of non-steroidal anti-inflammatory drugs. Some Trp photoproducts represent the biomarkers of the oxidative damage indicative for the molecular mechanism of protein photooxidation2. Thus, particular emphasis is dedicated to amino acid modifications caused by the formation of drug photomediated toxic species, such as reactive oxygen species. The photochemistry and photosensitization of Trp induced by NAP and MB are examined on systems at increasing molecular complexity, from the free aminoacid, to albumine, to the cells. The resuts obtained in these three systems are in agreement.

Molte biomolecole si modificano in presenza di fotosensibilizzatori. Alcuni framaci, infatti, possono comportarsi da fotosensbilizzatori endogeni determinando alterazioni a livello delle proteine che possono essere coinvolte nella manifestazione di fotoallergie e altri effetti indesiderati indotti dalla luce. Nel caso delle proteine, queste modificazioni possono portare alla perdita della loro funzione biologica come l inattivazione enzimatica. Il Triptofano, per la sua struttura chimica, rappresenta uno degli aminoacidi più suscettibili alle ossidazioni indotte dai fotosensibilizzatori. La fotosensibilizzazione indotta dal Blu di metilene è stata precedentemente studiata ed stato dimostrato che agisce prevalentemente attraverso un meccanismo di tipo II, mediato dall ossigeno singoletto. Lo scopo di questa tesi è stato quello di mettere a confronto il meccanismo di fotosensibilizzazione di questo noto fotosensibilizzatore con quello indotto dal Naprossene, un farmaco appartenente alla classe degli antiinfiammatori di tipo non steroideo. I fotoprodotti del Trp rappresentano dei biomarker per il danno ossidativo e possono essere considerati diagnostici per il meccanismo molecolare della fotoossidazione delle proteine. Infatti, è stata dedicata particolare enfasi alla modificazione dell aminoacido dovuto alla formazione fotoindotta di specie tossiche come le specie reattive dell ossigeno. In questa tesi, quindi sono stati esaminati la fotochimica e i meccanismi di fotosensibilizzazione del Trp indotta dal Naprossene e dal Blu di metilene in sistemi a crescente complessità molecolare, dall aminoacido libero, all albumina, alla cellula. I risultati ottenuti in questi sistemi, sono in accordo tra di loro.