Evaluation of the photodynamic activity of Xanthene Dyes on Artemia salina described by chemometric approaches

Abstract

The development of drugs for photodynamic therapy (PDT) is an important area of research due to their growing use in medical applications. Therefore, it is important to develop new bioassay methods for PDT photosensitizers that are inexpensive, easy to handle and highly sensitive to environmental conditions. Xanthene dyes (fluorescein, rose bengal B, erythrosine B and eosin Y) with LED light sources were investigated using Artemia salina as a bioindicator of photodynamic activity. In this study, three factors were investigated: (i) photosensitizers concentration, (ii) the LED irradiation time and (iii) the waiting time between the addition of the photosensitizers and the beginning of the irradiation. To analyze the photo-killing of A. salina, it was employed a 23 full factorial design. The death of A. salina was related to dye structure and the interaction between the irradiation time and the photosensitizers concentration. About 60% of crustaceans death was obtained using rose bengal B, which presentes the highest quantum yield of singlet oxygen due to the number of iodide substituents in the xanthenes ring. The proposed bioassay using A. salina, xanthene dyes and LED irradiation was found suitable for quantitative PDT drug evaluation.

Translated abstract

O desenvolvimento de fármacos para terapia foto-dinâmica (TFD) é uma importante área de pesquisa devido ao seu crescente uso em aplicações médicas. Portanto, é importante desenvolver novos métodos de bioensaios para TFD fotossensibilizadores que sejam de baixo custo, de fácil execução e altamente sensíveis às condições do meio. Corantes xantênicos (fluoresceína, rosa de bengala B, eritrosina B e eosina Y) iluminados com luz LED foram investigados usando Artêmia salina como bioindicador da atividade fotodinâmica. Neste estudo, três fatores foram investigados (i) concentração do fotossensibilizador; (ii) o tempo de irradiação LED e (iii) o tempo de espera entre a adição do fotossensibilizador e o início da irradiação. Para analisar a foto-mortandade da A. salina foi aplicado o planejamento fatorial 23 completo. A morte da A. salina foi relacionada à estrutura do corante e à interação entre o tempo de irradiação e a concentração do fotossensibilizador. Cerca de 60% da morte do crustáceo foi obtida usando rosa de bengala B, que apresenta o maior rendimento quântico de oxigênio singlete devido aos átomos de iodo substituintes no anel xantênico. O bioensaio proposto usando A. salina, corantes xantenos e irradiação LED foi apropriado para a avaliação quantitativa de fármacos para TFD.