Luis Serrano-Andrés
M. Merchán
Juan José Serrano-Pérez

Dins de la teràpia PUVA distingim dos mecanismes de fotosensibilització possibles: Tipus II i Tipus III. El mecanisme de Tipus II (conegut també com teràpia fotodinàmica, PDT) depén de l’oxigen i està basat en la transferència d’energia des del primer estat excitat triplet del psoralé fins al oxigen molecular present en el medi cel•lular, i aquesta espècie s’excita a oxigen singulet que es molt reactiu. Concretament, és un electròfil que reacciona amb diferents components de la membrana cel•lular, provocant la mort de la cèl•lula per apoptosi. Aquests danys contribueixen a la fotosensibilitzación cutània, mutació, reparació del DNA i carcinogènesi.

D’altra banda, el mecanisme de Tipus III és independent de l’oxigen, i està basat en la interacció entre el psoralé i el DNA. Es tracta d’una fotocicloaddició [2+2] en tres passes: (i) la furocumarina s’insereix entre bases pirimidíniques del DNA; (ii) l’absorció d’un fotó induïx la formació de monoadductes entre un doble enllaç reactiu (C5=C6) de la base pirimidínica (la més favorable és la timina) i els dobles enllaços reactius de la furocumarina. Es poden formar dos tipus diferents de monoaductes perquè existeixen dos dobles enllaços reactius, un en la banda del furà (C4´ =C5´), i un altre en la banda de la pirona (C3=C4), i (iii) el monoaducte (només el format per la banda del furà) pot absorbir encara un altre fotó i reaccionar amb l’altre doble enllaç reactiu amb una molècula de timina de l’altra cadena del DNA, provocant la formació d’un diaducte que fa un creuament entre les dos cadenes de DNA. Les regions amb seqüències poli[dA-dT]•poli[dA-dT] pareixen ser les més favorables per este tipus de reacció fotoquímica.

El nostre grup ha iniciat un projecte per estudiar, amb mètodes químico-quàntics, les propietats fotofísiques i fotoquímiques de les furocumarines amb la finalitat d’analitzar la seua acció fotosensibilitzadora.
L’espectroscòpia és la ciencia que estudia la interacció entre la radiació i la matèria. Aquesta interacció és important perquè el coneixement d’aquest mecanisme ens pot donar molta informació sobre la matèria irradiada.
La descripció d’un sistema quàntic es fa mitjançant la resolució de l’equació de Schrödinger associada (HΨ=EΨ: H és l’operador Hamiltonià associat a la energia total del sistema, Ψ són les funciones pròpies i E són els valors propis de l’operador), la qual té un paper anàleg a l’equació de Newton de la mecànica clàssica. En molts casos, una gran part de la informació sobre un sistema quàntic ens la dóna el coneixement dels seus estats estacionaris o d’energia ben definida. La seua determinació correspon a la resolució d’un problema de valors propis. El problema rau en què només es pot resoldre exactament l’equació de Schrödinger per a sistemes amb només un electró. Tot i això, s’han desenvolupat molts mètodes numèrics amb la finalitat de resoldre l’equació de forma aproximada.
El mètode CASPT2//CASSCF (amb funcions d’ona multiconfiguracionals CASSCF i energies a nivell CASPT2) es molt adequat per estudiar estats excitats i les seues propietats quantitativament. La funció d’ona del sistema s’expressa com una combinació lineal de funcions d’ona N-electròniques o determinants d’Slater (que corresponen a l’estat fonamental i a estats excitats del sistema), que són productes antisimetritzats i normalitzats d’spin-orbitals. Un spin-orbital és el producte d’una funció d’ona espacial monoelectrònica (orbital molecular) i una funció d’spin. Al seu torn, l’orbital molecular és una combinació lineal de funcions de base (orbitals atòmics). La base emprada en els nostres càlculs sol ser una base de ANOs (atomic natural orbitals) que han demostrat una gran solvència en el càlcul d’estats excitats.
El comportament espectroscòpic d’aquests compostos (és a dir, la seua fotofísica i fotoquímica) poden ser explicats per virtut de les relacions establertes entre les hipersuperficies d’energia potencial dels estats electrònics implicats en un procés determinat.