Fotosensibilización de sustratos biológicos

Un reacción fotosensibilizada es un procesos por el cual una alteración fotoquímica o fotofísica ocurre en una entidad molecular como resultado de la absorción inicial de radiación por parte de otra entidad molecular llamada fotosensibilizador (o simplemente sensibilizador). La radiación solar induce modificaciones en el ADN genómico y está implicada en la inducción de cánceres de piel en el ser humano. La radiación UV es el componente más mutagénico y carcinogénico de la radiación solar. La radiación de tipo UV-B (280-320 nm) daña al ADN mediante la excitación directa de sus nucleobases. Por otro lado, aunque las nucleobases absorben muy débilmente por encima de 320 nm, la radiación de tipo UV-A (320-400 nm) es capaz de dañar al ADN a través de reacciones fotosensibilizadas. Esta acción indirecta está mediada por un fotosensibilizador (endógeno o exógeno) que es excitado por radiación UV-A.

Los procesos fotosensibilizados que provocan cambios químicos en el ADN y sus componentes pueden ocurrir a través de diferentes mecanismos. La transferencia de energía desde estados excitados tripletes de los fotosensibilizadores a las bases pirimídicas conduce a las formación de dímeros de pirimidina. Las oxidaciones fotosensibilizadas también contribuyen al daño del ADN inducido por radiación UV-A. Estos procesos pueden ocurrir a través de diferentes mecanismos: i) tipo I, que involucran la generación de radicales, por ejemplo, vía transferencia de electrones o abstracción de hidrógeno; ii) tipo II, en los que participa el oxígeno molecular singlete (1O2). Las nucleobases son los sustratos preferenciales del ADN de las oxidaciones fotosensibilizadas tipo I. Aunque la guanina es el principal “blanco” debido a su bajo potencial de ionización, la adenina también es un sustrato de las oxidaciones fotosensibilizadas tipo I, siendo más reactiva que las bases pirimídicas. Por otro lado, la guanina es el único componente del ADN que reacciona significativamente con 1O2.

Las pteridinas pueden actuar como fotosensibilizadores a través de ambos tipos de mecanismos (tipo I y tipo II). Se estudiaron las propiedades fotosensibilizadoras de pterina y lumazina, compuestos modelos no sustituidos, sobre ADN, nucleótidos púricos y células eucariotas. En el presente, se están investigando las propiedades fotosensibilizadoras de algunos derivados pterínicos presentes en piel del ser humano (7,8-dihidrobiopterina, biopterina, 6-formilpterina y 6-carboxipterina). Aunque el daño fotoinducido al ADN está bien caracterizado, mucho menos es conocido sobre las modificaciones químicas sufridas por proteínas a consecuencia de procesos fotosensibilizados. Recientemente, nuestro grupo ha iniciado el eestudio de los efectos de procesos fotosensibilizados por pterinas sobre la albúmina y de enzimas de la piel.

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