Síntese e caracterização de complexos de Eu(III) com ligantes dicetona e diferentes fenantrolinas: aplicações antitumorais e interações com biomoléculas

dc.contributor.advisor1Rocha, Fillipe Vieira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5841127259122766
dc.contributor.authorRocha, Josias da Silveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1157388662502143
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-4885-6070
dc.date.accessioned2025-03-31T12:12:18Z
dc.date.issued2025-01-24
dc.description.abstractIn this work, four Eu(III)-based complexes were synthesized and characterized using the dibenzoylmethane (DBM) ligand and various phenanthrolines, PH (4,7 diphenyl-1,10-phenanthroline); NON [1,2,5]oxadiazolo[3',4':5,6]pyrazino[2,3f][1,10]phenanthroline); CN (pyrazino[2,3-f][1,10]phenanthroline-2,3-dicarboni trile); and BrF (10-bromo-12-fluorodipyrido[3,2-a:2',3'-c]phenazine). Characterization was performed using techniques such as X-ray diffraction, elemental analysis (CHN), molar conductivity, magnetic susceptibility, and spectroscopy (UV-Vis, IR, 1D and 2D NMR, and fluorescence). The cytotoxicity of the ligands and complexes was evaluated against tumor cell lines, including lung (A549), prostate (DU-145), triple-negative breast cancer (MDA-MB-231), and cisplatin-resistant ovarian cancer (A2780cis), as well as a non-tumor lung cell line (MRC-5). The complexes demonstrated high inhibitory activity, often comparable to or exceeding that of the standard drug cisplatin. Among the tested compounds, the Eu(DBM)3PH and Eu(DBM)3BrF complexes stood out, displaying remarkable IC50 values of 0.850 µM and 3.57 µM, respectively, in the A2780cis cell line, with selectivity indices of 59.0 and 14.0, respectively. The mechanism of cell death in the A2780cis cell line was characterized as apoptotic, supported by morphological, clonogenic, and flow cytometry assays. In 3D cytotoxicity assays, the complexes demonstrated the ability to inhibit the growth of tumor spheroids. The Eu(DBM)3PH complex showed cytostatic activity, preventing cellular growth even at the lowest tested concentration (0.78 µM). Conversely, the Eu(DBM)3BrF complex exhibited dose- and time-dependent behavior, inhibiting cell growth at 6.25 µM after 96 hours. To investigate potential biomolecular targets, interaction studies were conducted with classical biomolecules such as DNA and Topoisomerase enzymes. Regarding DNA, the complexes predominantly interacted with the minor groove, with Eu(DBM)3PH achieving an 84.4% suppression of the Hoechst 33258 dye. In Topoisomerase IIα (TOPOIIα) inhibition assays, all complexes except Eu(DBM)3CN showed inhibitory activity at 20 µM. Moreover, the observed selectivity suggested that these complexes act as potential catalytic inhibitors of TOPOII, distinguishing themselves from enzyme poisons like etoposide. The complexes also demonstrated the ability to be biologically transported, showing intermediate to strong binding constants (Kb) in the range of 10⁵–10⁶ with human serum albumin (HSA). The obtained results in this thesis demonstrate the promising potential of Eu(III) complexes with diketone and phenanthroline ligands in the field of antitumor applications, highlighting their selectivity and efficacy in tumor cell modelseng
dc.description.resumoNesta tese, foram sintetizados e caracterizados quatro complexos à base de Eu(III) com ligantes dibenzoilmetano (DBM) e diferentes fenantrolinas PH (4,7-difenil-1,10-fenantrolina); NON ([1,2,5]oxadiazolo[3',4':5,6]pirazina[2,3-f][1,10]fenantrolina); CN (pirazina[2,3-f][1,10]fenantrolina-2,3-dicarbonitrila]) e BrF (10-bromo-12-fluorodipirido[3,2-a:2',3'-c]fenazina). As caracterizações foram realizadas por meio de técnicas como difração de raios X, análise elementar (CHN), condutividade molar, susceptibilidade magnética e espectroscopia (UV-Vis, IV, RMN 1D e 2D, e fluorescência). A citotoxicidade dos ligantes e dos complexos foram avaliadas frente a linhagens celulares tumorais de pulmão (A549), próstata (DU-145), mama triplo negativa (MDA-MB-231) e ovário resistente à cisplatina (A2780cis), além de uma linhagem não tumoral de pulmão (MRC-5). Os complexos demonstraram elevada capacidade em afetar a viabilidade celular, equiparável ou superior à do fármaco padrão cisplatina. Dentre eles, destacaram-se os complexos Eu(DBM)3PH e Eu(DBM)3BrF, que apresentaram valores expressivos de IC50 na linhagem A2780cis (0,850 µM e 3,57 µM, respectivamente) e índices de seletividade de 59,0 e 14,0, respectivamente. O mecanismo de morte celular para a linhagem A2780cis foi caracterizado como apoptótico, evidenciado por ensaios morfológicos, clonogênicos e de citometria de fluxo. Nos ensaios de citotoxicidade em modelos tridimensionais (3D), os complexos demonstraram capacidade de inibição do crescimento de esferoides tumorais. O complexo Eu(DBM)3PH apresentou ação citostática, inibindo o crescimento celular já na menor concentração testada (0,78 µM). Por outro lado, o complexo Eu(DBM)3BrF agiu de forma tanto dose como tempo dependente, inibindo o crescimento celular em 6,25 µM após 96 horas. Para investigar os possíveis alvos biomoleculares desses complexos, foram realizados ensaios de interação com biomoléculas clássicas, como DNA e as enzimas Topoisomerases. Em relação ao DNA, os complexos exibiram interação predominante no sulco menor, com destaque para o complexo Eu(DBM)3PH, que apresentou capacidade de supressão de 84,4% do corante Hoechst 33258. Nos ensaios com a isoforma TOPOIIα, todos os complexos, exceto Eu(DBM)3CN, demonstraram atividade inibitória a 20 µM. Além disso, a seletividade observada indicou que os complexos atuam como potenciais inibidores catalíticos da TOPOII, distinguindo-se de venenos da enzima, como a etoposídeo. Os complexos também demonstraram a capacidade de serem biologicamente transportados, apresentando constantes de ligação (Kb) intermediárias a fortes, na faixa de 105 a 106, com a proteína sérica humana HSA. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram o potencial promissor dos complexos de Eu(III) com ligantes dicetonas e fenantrolinas no campo das aplicações antitumorais, evidenciando a seletividade e eficácia em modelos celulares tumorais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId001
dc.identifier.citationROCHA, Josias da Silveira. Síntese e caracterização de complexos de Eu(III) com ligantes dicetona e diferentes fenantrolinas: aplicações antitumorais e interações com biomoléculas. 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21709.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21709
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectComplexos de Eu(III)
dc.subjectAgentes antitumorais
dc.subjectInterações com o DNA
dc.subjectInibidores das enzimas Topoisomerases
dc.subjectCélulas 3D
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::QUIMICA BIO-INORGANICA
dc.titleSíntese e caracterização de complexos de Eu(III) com ligantes dicetona e diferentes fenantrolinas: aplicações antitumorais e interações com biomoléculas
dc.title.alternativeSynthesis and characterization of Eu(III) complexes with Β-diketone ligands and different phenanthrolines: anti-Tumor applications and interactions with biomoleculeseng
dc.typeTese

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