Aplicação da terapia fotodinâmica no processo de esterilização de sangue

Abstract

A importância médica do sangue associada ao risco de doenças infeciosas levou a um melhoramento das técnicas de rastreio de patogénicos no sangue doado. No entanto, devido aos períodos de "janela", durante o qual os agentes infeciosos não podem ser detetados, a desinfeção de sangue e seus derivados assume uma importância vital. Considerando que as técnicas convencionais de desinfeção (tratamento com solvente-detergente ou irradiação com UV ou radiação gama) pode ser empregue em concentrados de plasma ou de proteínas, o efeito colateral associado aos respetivos tratamentos não permite a sua utilização em frações celulares. Consequentemente, é necessário o desenvolvimento de uma nova alternativa eficaz para inativar microrganismos em sangue. Uma boa estratégia que merece ser considerada baseia-se na terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT). aPDT envolve a interação entre a luz e um fotossensibilizador (PS) na presença de oxigénio molecular. Esta interação produz espécies reativas de oxigénio (ROS), que causam danos oxidativos às moléculas microbianas necessárias à sobrevivência do microrganismo. Em alguns países, esta metodologia já está aprovada para descontaminação de plasma, utilizando azul de metileno ou psoraleno como PSs. O objetivo deste estudo foi avaliar a adequação de de estrutura do tipo ftalocianina (Pc) e porfirina (Por) para desinfeção fotodinâmica de hemoderivados. Plasma e sangue total foram infetados com 108 unidades formadoras de colónias (CFU) / mL de Escherichia coli e após incubação com os derivados Pc e Por em estudo, expostos respetivamente a luz vermelha ou a luz branca com uma irradiância de 150 W/m2durante 270 min. As concentrações de E. coli viáveis foram determinadas a 0, 30, 60, 90, 180 e 270 min e comparadas com as obtidas nos controlos claro (amostras irradiadas na ausência de PS) e controlos escuro (amostras incubadas com PS mas não irradiadas). O efeito do tratamento aPDT nas células do sangue (glóbulos vermelhos e brancos) também foi avaliado. Os resultados obtidos mostram que, em todos os componentes do sangue, a Por em estudo é mais eficaz na inativação de E. coli que o derivado Pc. Após o tratamento aPDT, o número de células vermelhas e brancas no sangue é semelhante aos valores observados nas amostras de controlo. A eficiente inativação de células de E. coli e a ausência de efeito sobre as células de sangue transformam os derivados porfirínicos e ftalocianinas potenciais candidatos a serem utilizados com fotossensibilizadores na desinfeção fotodinâmica de produtos derivados do sangue.

The medical importance of blood combined with the risk of infectious diseases led to improve techniques for pathogen screening in donated blood. However, due to the “window” periods during which infective agents cannot be detected, the possibility of disinfecting blood and its derivatives assumes vital importance. Whereas conventional disinfection techniques (solvent-detergent treatment or ultra violet light irradiation) may be employed in plasma or protein concentrates, the collateral damage associated with such treatments disallows their use with cellular fractions. Consequently, new effective alternative approaches to inactivate microorganisms in blood are needed. A good strategy that merits to be considered is based on antimicrobial photodynamic therapy (aPDT). aPDT involves the interaction between light and a photosensitizer (PS) in the presence of molecular oxygen. This interaction produces reactive oxygen species (ROS) which cause oxidative damage to microbial vital molecules. In some countries this methodology is already approved for plasma decontamination, using methylene blue or psoralen as PSs. The aim of this study was to evaluate the suitability of phthalocyanines (Pc) and porphyrins (Por) for the photodynamic disinfection of blood products. Plasma and whole blood were infected with 108 colony forming units (CFU/mL) of Escherichia coli and exposed during 270 min to either red light, for Pcs, or white light, for Pors (150 W/m2). The concentration of viable E. coli was determinated at 0, 30, 60, 90, 180 and 270 min and compared with light (irradiated in the absence of PS) and dark (incubated with PS but nonirradiated) controls. The effect of the aPDT treatment on blood cells (red and white blood cells) was also evaluated. The results show that the studied Por is more effective in the photoinactivation of E. coli than the Pc, in all components of blood. After treatment, the number of red and white blood cells is similar to the ones of control samples. The effective reduction of E. coli and the absence of side effect on blood cells demonstrate that it is possible to use Pc and Por as potential photosensitizers for photodynamic disinfection of blood products.