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Fotosensibilización y fototerapia con furocumarinas: Un estudio mecano-cuántico.

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La Fototerapia es uno de los campos de la Medicina que ha experimentado unmayor desarrollo en las últimas décadas, ampliándose cada vez más el rango deenfermedades que pueden ser tratadas de esta forma. Quizás esta terapia representacomo ninguna otra la combinación entre la Física (radiación electromagnética) y laQuímica (el fármaco empleado o fotosensibilizador) para combatir enfermedades.El objeto de la presente Tesis Doctoral es el estudio teórico de compuestosempleados como fármacos en la denominada terapia PUVA, denominadosfurocumarinas. El estudio teórico químico-cuántico de los estados electrónicosexcitados de estas moléculas permite hallar alguna de las claves del mecanismo deacción fototerapéutica, que, según la literatura, se basa en la fotoconjugación con lasbases pirimidínicas del ADN por un lado y en la reacción con el oxígeno molecular delmedio celular produciendo oxígeno singlete tóxico por otro (terapia fotodinámica).Nuestro estudio del mecanismo tiene como principales objetivos proponermejores fotosensibilizadores y desentrañar el mecanismo fotoquímico subyacente eneste tipo de fotoquimioterapia. Inicialmente hemos centrado nuestros cálculos, mediantela metodología CASPT2//CASSCF, en el estudio de los estados excitados singletes ytripletes cuya participación en los procesos fotoquímicos radiativos y no radiativos esmás probable a fin de estudiar las principales propiedades fotofísicas de los compuestos(espectros de absorción y emisión, fuerzas de oscilador, momentos dipolares, tiemposde emisión radiativa, orígenes de banda, acoplamiento espín-órbita), en un primer pasopara racionalizar su mecanismo de actuación.Una vez analizado si se puebla eficientemente el estado excitado triplete(protagonista de la acción fotosensibilizadora) de cada molécula, estudiaremos cómointeraccionan estos fármacos con la timina del ADN y con el oxígeno molecular.Por último, se ha estudiado la formación de los dímeros de timina, una de laslesiones más frecuentes en el ADN, y cuya formación sigue un mecanismo similar a lacorrespondiente a la interacción entre las furocumarinas y la propia timina.Para ello será clave el análisis de las hipersuperficies de energía potencial de losestados implicados en un proceso dado, así como los cruces entre las mismas y lasbarreras energéticas para pasar de una región a otra de la hipersuperficie. De hecho, laFotofísica y la Fotoquímica modernas están basadas en el estudio de lashipersuperficies, las cuales pueden ser consideradas como el terreno de juego dondetienen lugar los procesos físicos y químicos.