Complexos fosfínicos de Ru(II)/mercaptos contendo ligantes N,N-heterocíclicos: atividade citotóxica e mecanismo de ação

dc.contributor.advisor1Batista, Alzir Azevedo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6469642481998660por
dc.contributor.authorOliveira, Leticia Pires de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1757837020498375por
dc.date.accessioned2023-02-24T16:51:01Z
dc.date.available2023-02-24T16:51:01Z
dc.date.issued2022-12-16
dc.description.abstractThe main objectives of this study were the synthesis, characterization and biological studies of two series of ruthenium phosphine compounds containing different mercapto ligands, and contrasting in N,N-heterocyclic ligands in the coordination sphere. The series of compounds designated as series 1, consisted of seven compounds with general formula [Ru(NS)(dppb)(pyphen)]Cl (A1-A3) and [Ru(NS)(dppb)(pyphen)]PF6 (A4-A7), where dppb= 1,4’-bis(diphenylphosphine)butane; pyphen= 2-(pyren-1-yl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline; NS= 2-mercaptopyridine (pyS, A1 and A4), 2-mercaptothiazoline (tzdt, A2 and A5), 2-mercaptopyrimidine (pySm, A3 and A6), and 4,6-diamino-2-mercaptopyrimidine (damp, A7). The series 2, comprise three compounds, of general formula [Ru(NS)(dppb)(phen)]PF6 (A8-A10), where phen= 1,10-phenanthroline and NS (mercapto ligands)= pyS, tzdt and pySm. The precursor compound of Series 1, [RuCl2(dppb)(pyphen)], was characterized, and the results show that the compound probably presents conformational isomerism that is not verified on the free ligand or final complexes. The compounds of both series were analyzed by usual characterization techniques, such as elemental analyses, conductimetry, spectroscopic in the ultraviolet/visible and infrared, cyclic voltammetry, 1H, 13C{1H} and 31P{1H} nuclear magnetic resonance spectroscopy, and X-ray diffraction. The cytotoxic potential of compounds was evaluated against histologically distinct tumor lineages, MDA-MB-231 and MCF-7 (breast tumor lineages), A549 (lung adenocarcinoma tumor lineage), A2780 and A2780cis (ovarian tumor lineages), and against non-tumor lineages, MCF-10A (breast cell lineage) and MRC-5 (lung fibroblast cell line). This evaluation allows us to infer that the modification on the N,N-heterocyclic ligand resulted in smaller cytotoxic potential to compounds of series 1 than series 2. Despite this, the compounds of series 1 presented significant cytotoxicity in ovarian tumor cell lineages, exhibiting selectivity to this cell type, and a selectivity index of at least 2 with respect A2780cis and MRC-5 lines. The compounds of series 2 exhibited IC50 values significant, compared to the precursor and cisplatin, with similar activities between compounds to cell lines evaluated. Greater cytotoxic potential was displayed against MDA-MB-231 and A2780cis cell lineages, mainly complex A9 due its higher selectivity index. After analyzing the cytotoxic activity, the compounds were analyzed for possible interaction with biological targets, that can act how the stimulus triggers the cell death process or in the pharmacokinetics of compounds. All the complexes present reversible and weak interactions with DNA, mostly occurring in the minor groove of the biomolecule. The complexes were not capable alter the secondary and tertiary structure of DNA, therefore the interaction occurs weak and DNA is possibly not the determinant target to the compounds’ cytotoxicity. The compounds of Series 2 showed partial inhibition of the catalytic activity of the enzyme Topo IIα, while in the compounds of Serie 1 no inhibition of activity from this enzyme, which could be a way to justify the differential in cytotoxicity. Finally, the interaction with HSA showed that this protein can be associated with pharmacokinetics to the compounds, carrying them until the biological action site, with interaction through the Sudlow I site of human serum albumin protein. Studies with compounds A6 and A7 of Series 1, and A9 of Series 2, demonstrated the compounds could induce morphological changes that indicates cell death, the compounds exhibit cytostatic and cytotoxic effects on the cell lines analyzed, affect structures necessary for the metastatic cascade, and finally, exhibit apoptosis as cell death mechanism.eng
dc.description.resumoO trabalho aqui apresentado teve por principais objetivos a síntese, caracterização e estudo biológico de duas séries de complexos fosfínicos de rutênio(II) contendo diferentes ligantes mercaptos, e diferindo nos ligantes N,N-heterocíclicos na esfera de coordenação. A série de compostos designada como Série 1, foi constituída de sete complexos com fórmula geral [Ru(NS)(dppb)(pyphen)]Cl (A1-A3) e [Ru(NS)(dppb)(pyphen)]PF6 (A4-A7), onde dppb= 1,4’-bis(difenilfosfina)butano; pyphen= 1-(piren-2-il)-1H-imidazo[4,5-f][1,10-fenantrolina]; NS= 2-mercaptopiridina (pyS, A1 e A4), 2-mercaptotiazolina (tzdt, A2 e A5), 2-mercaptopirimidina (pySm, A3 e A6), e 4,6-diamino-2-mercaptopirimidina (damp, A7). Já a série designada como Série 2 foi composta de três complexos, de fórmula geral [Ru(NS)(dppb)(phen)]PF6 (A8-A10), onde phen=1,10-fenantrolina e NS os ligantes mercaptos pyS, tzdt e pySm, já detalhados. O composto precursor da Série 1, [RuCl2(dppb)(pyphen)], foi caracterizado e os resultados mostraram a possibilidade de que apresente isomeria conformacional, que não é constatada no ligante livre ou nos complexos finais. Os complexos de ambas as séries foram analisados por técnicas usuais de caracterização, tais como análise elementar e condutimétrica, espectroscopia na região do ultravioleta/visível e infravermelho, voltametria cíclica, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H, 13C{1H} e 31P{1H}, e difração de raios X de monocristais, quando possível. A avaliação da citotoxicidade dos complexos foi realizada frente à linhagens tumorais histologicamente distintas, MDA-MB-231 e MCF-7 (linhagens tumorais de mama), A549 (linhagem tumoral de adenocarcinoma pulmonar), A2780 e A2780cis (linhagens tumorais de ovário), e frente à linhagens não tumorais, MCF-10A (linhagem celular de mama) e MRC-5 (linhagem celular fibroblástica de pulmão). Essa avaliação permitiu inferir que a modificação no ligante N,N-heterocíclico resultou em menor potencial citotóxico para os complexos da Série 1, com relação aos compostos da Série 2. Por sua vez, os complexos da Série 2 exibiram valores de IC50 significativos com relação ao precursor e o padrão (cisplatina). Apesar disso, os complexos da Série 1 exibiram citotoxicidade avaliável nas linhagens tumorais de ovário, apresentando seletividade a este tipo celular dentre as linhagens tumorais, e índice de seletividade de pelo menos 2 com relação à linhagem MRC-5. Os complexos da Série 2 exibiram citotoxicidade similar nas linhagens avaliadas, com maior potencial frente às linhagens MDA-MB-231 e A2780cis, com destaque para o complexo A9, devido aos maiores índices de seletividade. Após análise do potencial citotóxico, os compostos foram avaliados quanto à possível interação com alvos biológicos, que podem atuar como o estímulo que desencadeia o processo de morte celular ou na farmacocinética dos compostos. Todos os complexos avaliados apresentaram interações reversíveis e fracas com o DNA, majoritariamente ocorrendo pelo sulco menor da biomolécula. Os complexos não alteraram as estruturas secundária e terciária do DNA, levando à conclusão de que possivelmente o DNA não seja o alvo determinante para a citotoxicidade dos compostos. Os complexos da Série 2 demonstraram parcial inibição da atividade catalítica da enzima Topo IIα, enquanto os complexos da Série 1 não mostraram nenhuma inibição da atividade desta enzima, sendo um provável caminho para explicar o diferencial na citotoxicidade. Por último, a interação com HSA demonstrou que esta proteína pode estar associada à farmacocinética dos compostos, podendo carreá-los a sítio de ação biológica, com interação ocorrendo pelo sítio Sudlow I da proteína albumina de soro humana. Estudos com os complexos A6 e A7 da Série 1, e A9 da Série 2, demonstraram que os complexos induziram alterações morfológicas indicativas de morte celular, que exibem efeitos citostáticos e citotóxicos nas linhagens analisadas, interferem em estruturas necessárias à cascata metastática, e por fim, exibem apoptose como mecanismo de morte celular.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 144553/2018-0, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Leticia Pires de. Complexos fosfínicos de Ru(II)/mercaptos contendo ligantes N,N-heterocíclicos: atividade citotóxica e mecanismo de ação. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17413.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17413
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectComplexos de rutêniopor
dc.subjectCompostos citotóxicospor
dc.subjectLigantes N,N-heterocíclicospor
dc.subjectLigantes mercaptospor
dc.subjectCompostos fosfínicospor
dc.subjectAlvos biomolecularespor
dc.subjectRuthenium compoundseng
dc.subjectCytotoxic compoundseng
dc.subjectN,N-heterocyclic ligandseng
dc.subjectMercaptos ligandseng
dc.subjectPhosphinic compoundseng
dc.subjectBiomolecular targetseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::QUIMICA BIO-INORGANICApor
dc.titleComplexos fosfínicos de Ru(II)/mercaptos contendo ligantes N,N-heterocíclicos: atividade citotóxica e mecanismo de açãopor
dc.title.alternativeRu(II) phosphine/mercaptos complexes containing N,N-heterocyclic ligands: cytotoxic activity and action mechanismeng
dc.typeTesepor

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