Acetylated lignin nanoparticles as a new photosensitizer's vehicle for Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2021

Acetylated lignin nanoparticles as a new photosensitizer's vehicle for Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT)

Nanoparticules de lignine acétylée comme nouveau véhicule photosensibilisant pour la Chimiothérapie Antimicrobienne Photodynamique

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Nidia Maldonado Carmona
  • Function : Author

Abstract

Antibacterial resistance is a threat to the developments of modern medicine, representing an economic, and social burden in years to come. This crisis is enhanced by a belittled pipeline of novel antibacterial drugs, due to the high research costs and low profitability. Furthermore, the development of new, specific molecules is not guarantee that antibacterial resistance will not arise against any new molecule, and then there is a growing tendency to look for antibacterial alternatives with unspecific molecular targets. In this aspect, Photodynamic Antimicrobial ChemoTherapy achieves bacterial disinfection through the use of a photosensitizing molecule which is only active upon light irradiation, adding another level of control to the process. In this work, we present a biopolymeric delivery system for photosensitizing molecules, as acetylated lignin nanoparticles. The preparation, physical characterization and photophysical characterization are discussed along this project, exploring the effects of the encapsulation towards the photosensitizer. Finally, these nanoparticles were tested against bacteria, finding that they were able to efficiently eradicate them only upon light irradiation, demonstrating low dark toxicity, and stability over time and light exposure. Then, this formulation for photosensitizing molecules has proven to be an efficient antibacterial formulation, fulfilling its purpose, while tackling antibacterial disinfection and valorizing a highly abundant biopolymer.
La résistance aux antibactériens est une menace pour les développements de la médecine moderne, représentant un fardeau économique et social dans les années à venir. Cette crise est aggravée par un pipeline déprécié de nouveaux médicaments antibactériens, en raison des coûts de recherche élevés et de la faible rentabilité. De plus, le développement de nouvelles molécules spécifiques ne garantit pas l'absence de résistance antibactérienne contre une nouvelle molécule, et il existe alors une tendance croissante à rechercher des alternatives antibactériennes avec des cibles moléculaires non spécifiques. Dans cet aspect, la Chimiothérapie Antimicrobienne Photodynamique réalise une désinfection bactérienne grâce à l'utilisation d'une molécule photosensibilisante qui n'est active que lors d'une irradiation lumineuse, ajoutant un autre niveau de contrôle au processus. Dans ce travail, nous présentons un système de livraison biopolymère pour les molécules photosensibilisantes, sous forme de nanoparticules de lignine acétylée. La préparation, la caractérisation physique et la caractérisation photophysique sont discutées tout au long de ce projet, en explorant les effets de l'encapsulation vis-à-vis du photosensibilisateur. Enfin, ces nanoparticules ont été testées contre les bactéries, constatant qu'elles n'étaient capables de les éradiquer efficacement que par irradiation lumineuse, démontrant une faible toxicité dans l'obscurité et une stabilité dans le temps et l'exposition à la lumière. Ensuite, cette formulation pour molécules photosensibilisantes s'est avérée être une formulation antibactérienne efficace, remplissant sa fonction, tout en s'attaquant à la désinfection antibactérienne et en valorisant un biopolymère très abondant.
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Dates and versions

tel-03565910 , version 1 (11-02-2022)

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  • HAL Id : tel-03565910 , version 1

Cite

Nidia Maldonado Carmona. Acetylated lignin nanoparticles as a new photosensitizer's vehicle for Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT). Organic chemistry. Université de Limoges; Universidade de Coimbra, 2021. English. ⟨NNT : 2021LIMO0106⟩. ⟨tel-03565910⟩
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