Iodinated porphyrins in contrast media agents: synthesis, bioactivity and toxicity

Abstract

Contrast media has been a study target, owing to develop new drugs with optimized properties. Paramagnetic contrast media are the great target of study, but iodine contrast media presents, nowadays, a great use in clinical practice, keeping CIN (Contrast Induced Nephropathy) as a problem. Recently contrast media developments point to Theranostic and Multimodal Contrast Media as great potential in healthcare improvement. On the other hand, porphyrinic derivatives are, at this time, a great field of study, beyond in environmental applications, in medical applications, namely in PDT (Photodynamic Therapy) and MRI (Magnetic Resonance Imagaging). The aim of this PhD research plan is to develop a non-toxic contrast agent based on porphyrin derivatives with theranostic and multimodal potential. To reach the main objective we propose to: synthetized and full characterize iodinated-(metallo)porphyrinic derivatives; assess their X-ray beam attenuation ability; Assess Toxicity of the new compounds that shown good X-ray attenuation, based on cellular viability and proliferation, genotoxicity and DNA content; evaluate Photodynamic potential of the promising compounds; and finally, to assess in vivo biodistribution in mice, using CT scan systems as a non-invasive technique. This PhD work plan is a three years collaborative research project involving the Organic Chemistry, Natural Products and Food Stuffs (QOPNA) research unit in the Department of Chemistry, University of Aveiro (DQUA) and the unit of Metabolism, Nutrition and Endocrinology (MNE) of the Institute of Research and Innovation in Health (i3S), University of Porto.

Los medios de contraste han estado bajo estudio, con la intención de elaborar nuevos fármacos con propiedades optimizadas. Medios de contraste paramagnéticos son el principal objeto de estudio, pero, hoy en día, contrastes yodados tienen una gran utilidad en la práctica clínica, manteniendo el CIN (Nefropatía Inducida por el Contraste) como un problema. Recientemente, los avances en los medios de contraste apuntan a las sustancias teranósticas y contrastes mutltimodal como un gran potencial en la asistencia sanitaria. Por otra parte, los derivados de porfirina son, en este momento, un importante campo de estudio, además de aplicaciones ambientales, en aplicaciones médicas, especialmente en PDT (terapia fotodinámica) y en imágen por resonancia magnética (RM). El objetivo de este plan de trabajo doctoral es crear un agente de contraste no tóxico a base de derivados de porfirina con potencial teranóstico y multimodal. Para lograr el objetivo principal proponemos sintetizar y caracterizar derivados de porfirina yodados. Una vez preparados, los compuestos serán evaluados por su capacidad de atenuación del haz de rayos X. La toxicidad de nuevos compuestos que han mostrado una buena atenuación de los rayos X, se evaluará basándose en la proliferación y viabilidad celular, genotoxicidad y en el contenido de ADN. También tenemos la intención de evaluar la capacidad fotodinámica de los compuestos más prometedores. Finalmente, se evaluará la biodistribución in vivo en ratones, utilizando tomografía computarizada como una técnica no invasiva. Este plan de investigación es un proyecto de tres años en colaboración entre la unidad de investigación de Química Orgánica y Productos Naturales y Agroalimentación (QOPNA) en el Departamento de Química de la Universidad de Aveiro (DQUA) y la unidad de Metabolismo, Nutrición y Endocrinología (MNE) de Instituto para la Investigación e Innovación en salud (i3S), Universidad de Oporto.

Os medios de contraste teñen sido un gran obxecto de estudo, coa intención de desenvolver novos fármacos con propiedades optimizadas. Medios de contraste paramagnéticos son o gran obxecto de estudo, pero contrastes iodados presentan, hoxe en día, un gran uso na práctica clínica, mantendo CIN (Nefropatia Inducida pelo Contraste) como un problema. Recentemente, os desenvolvementos nos medios de contraste apuntan para substancias Theranostic e contrastes mutltimodais como un gran potencial nos coidados de saúde. Por outra banda, os derivados porfirínicos son, neste momento, un gran campo de estudo, ademais en aplicacións ambientais e en aplicacións médicas, especialmente en PDT (terapia fotodinâmica) e imagiologia de resonancia magnética. O obxectivo deste plan de investigación de doutoramento é desenvolver un axente de contraste non tóxico con base en derivados de porfirina con potencial theranostic e multimodal. Para alcanzar o principal obxectivo propoñemos sintetizar e caracterizar derivados porfirínicos iodados. Xa preparados, os compostos serán avaliados canto á capacidade de atenuación do feixe de raio-X. A toxicidade dos novos compostos, que mostraron boa atenuación de raios-X, será avaliada con base na proliferación e viabilidade celular, genotoxicidade e contido de ADN. Tamén pretendemos avaliar o potencial fotodinâmico dos compostos máis promissores. Finalmente, preténdese avaliar a biodistribución in vivo en ratos empregando a tomografía computerizada com unha técnica non invasiva Este plan de investigación é un proxecto de tres anos de colaboración entre a unidade de investigación de Química Orgánica e Produtos Naturais e Agroalimentarias (QOPNA) no Departamento de Química da Universidade de Aveiro (DQUA) e a unidade de Metabolismo, Nutrición e Endocrinoloxía (MNE) do Instituto de Investigación e Innovación en Saúde (i3S), Universidade do Porto.