Estudio de las interacciones entre ftalocianinas empleadas como agentes de terapia fotodinámica y membranas modelo de barreras biológicas

• Autores: Gorod, Noelia Stefania
• Año de publicación: 2026
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Puiatti, Marcelo; Miguel, Virginia; Quevedo, Mario Alfredo; Tempesti, Tomás Cristian; Galassi, Vanesa Viviana
• Materia: Ftalocianina; Química orgánica; Zinc; Membranas; Liposomas; Terapia Fotodinámica; Química computacional; Simulación por computador
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2026
Fil.: Gorod, Noelia Stefania. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Este trabajo trata el estudio computacional, empleando herramientas de dinámica molecular, de ftalocianinas de zinc en términos de su interacción con membranas biológicas modelo. Dado que se trata de moléculas altamente hidrofóbicas, con baja solubilidad en sistemas acuosos, uno de los ejes de estudio es la interacción de distintas ftalocianinas con modelos de membranas de liposomas, agentes transportadores utilizados para su administración. Por otro lado, ya que estas ftalocianinas son utilizadas en Terapia Fotodinámica y producen su efecto al ser irradiadas en el entorno donde se acumulan, se completa el estudio analizando la interacción con modelos de membrana biológicas. En el Capítulo 1 se presentan los antecedentes y las bases del marco teórico sobre el que se plantean las preguntas a desarrollarse durante la tesis. Se explican también las bases teóricas de las distintas herramientas computacionales a emplear en los demás capítulos. El Capítulo 2 detalla la parametrización de las ftalocianinas neutras ZnPc y TaZnPc en el campo de fuerzas United Atom GROMOS 54A7. Al igual que de derivados parcialmente cargados de TaZnPC: +1, +2 (E y Z) y +3 y de un derivado con 4 cargas positivas TMZnPc. En el Capítulo 3 se tratan las simulaciones realizadas con estas ftalocianinas empleando una membrana modelo de DMPC de 128 lípidos. Se observó que ZnPc y TaZnPc son incorporadas de forma espontánea dado que interaccionan favorablemente con el entorno hidrofóbico de las cadenas lipídicas de DMPC. Por el contrario, la molécula cargada TMZnPc se ubica en la superficie de la membrana, ya que sólo presenta interacciones electrostáticas favorables con los grupos polares de las cabezas de DMPC. Se estudió el efecto de carga formal en la ftalocianina, en términos de su interacción con la membrana. Se observó que al aumentar la carga positiva del fotosensibilizador, la zona de anclaje a la bicapa se desplaza desde la región apolar rica en cadenas lipídicas, hacia la región polar ubicada en la interfase bicapa-solvente. El Capítulo 4 trata la interacción de las ftalocianinas neutras con membranas modelo de liposomas de DPPC y DPPC/Colesterol 30%. Se observó incorporación espontánea de ambas ftalocianinas al interior de la bicapa lipídica, ya sea de DPPC con o sin colesterol. Los perfiles de energía libre construídos indican que la incorporación, energéticamente favorable, es un proceso de dos etapas cuando la bicapa se encuentra ordenada por efecto del colesterol. El Capítulo 5 detalla el trabajo de parametrización de ZnPc y TaZnPc en el campo de fuerzas de grano grueso Martini 3, empleado para simular sistemas de mayor tamaño y complejidad. Tras un análisis sistemático sobre 36 posibles combinaciones de beads con distintos arreglos geométricos y variaciones en la descripción del Zn, se obtuvieron dos modelos que describen las ftalocianinas ZnPc y TaZnPc de manera consistente con los resultados del Capítulo 4. Finalmente, en el Capítulo 6 se trata la construcción de un modelo de membrana externa mitocondrial para estudiar la diferencia de acumulación reportada en esta organela. Se halló interacción favorable entre estas moléculas y los modelos de membrana construídos, pudiendo observar algunas diferencias en las velocidades de flip-flop y en la identidad del entorno lipídico que rodea a cada ftalocianina una vez incorporada. Se concluye que la diferencia de acumulación no se debe a las interacciones posibles en esta organela, lo que se discute en las proyecciones al final de este trabajo.
2028-02-28
Fil.: Gorod, Noelia Stefania. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.