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Type: Tese de Doutorado
Title: Complexos de rênio(I) e cobalto(III) como candidatos a metalofármacos antitumorais
Authors: Camila Vargas Garcia
First Advisor: Heloisa de Oliveira Beraldo
First Referee: Maribel Coromoto Navarro Acosta
Second Referee: Alzir Azevedo Batista
Third Referee: Ynara Marina Idemori
metadata.dc.contributor.referee4: Cynthia Peres Demicheli
Abstract: O presente estudo consistiu na investigação de complexos de rênio(I) e cobalto(III) com bases de Schiff com atividade antiproliferativa visando o desenvolvimento de novos candidatos a metalofarraacos antitumorais. Complexos de rénio(I) têm sido pouco investigados quanto às suas aplicações como agentes citotóxicos. No presente trabalho foram obtidos os complexos [ReCI(C0)3(H2AcPh)] (1). [ReCl(C0)3(MAcpCIPh)10,5C7H8 (2) e [ReCI(C0)3(I2AcpNO2Ph)]-0,5C7Hs (3) com 2-acetilpiridina-fenilhidrazona (H2AcPh), 2-acetilpiridina-para-clorofenilhidrazona (H2AcpCIPh) e 2-acetilpiridina-para-nitrofenilhidrazona (H2AcpNO2Ph). Os complexos (1-3) apresentaram atividade antiproliferativa frente a células de carcinoma pulmonar humano NCI-H460, sendo que o melhor resultado foi obtido para 3. Além disso. os complexos foram mais ativos do que as hidrazonas livres. Os complexos 1-3 também apresentaram citotoxicidade frente a células não tumorais HUVECs (células endoteliais de veia umbilical humana), sugerindo que poderiam apresentar atividade anti-angiogênica. 2 e 3 induziram apoptose com subsequente ruptura mitocondrial em células NCI-H460 e exibiram alta atividade antioxidante (redução da produção de espécies reativas de oxigênio) de maneira dose-dependente. Os complexos não foram ativos contra diferentes espécies de fungos do género Candida e contra bactérias Gram-positivas e Grani-negativas. Estes resultados se mostram promissores do ponto de vista do desenvolvimento de novos metalofárraacos antitumorais, tornando relevante a investigação de complexos análogos de 1863SsRe como potenciais metaloradiofármacos. Complexos de cobalto(Ill) com ligantes antineoplásicos têm sido utilizados como pró-drogas biorredutiveis para serem seletivamente ativadas em regiões de hipóxia. Sendo assim, foram obtidos os complexos [Co(2AcPh)2]C1.2H20 (4), [Co(2AcpCIP12)2]C1.3,5H20 (5) e [Co(2AcpNO2Ph)2]C1-2,5H20 (6) com H2AcPh, H2AcpCIPh e H2AcpNO2Ph, assim como [Co(2Ac4Ph)2]C1-CH3OH-0,5H20 (7), [Co(2Ac4pC1Ph)2]C1-1,5H20 (8), [C0(2Ao4oCIPh)2]C1-3,5H20 (9), [Co(2Ac4pNO2Ph)2]C1.3H20 (10) e [Co(2Ac4oNC2Ph)2]C1-3H20 (11), com 2-acetilpiridina-N(4)-feniltiossemicarbazona (H2Ac4Ph), 2-acetilpiridina-N(4)-para-clorofeniltiossemicarbazona (H2Ac4pC1Ph). 2-acetilpiridina-N(4)-orto-clorofeniltiossemicarbazona (H2Ac4oCIPh), 2-acetilpiridina-N(4)- para-nitrofeniltiosserakarbazona (H2Ac4pNO2Ph) e 2-acetilpiridina-N(4)-orto-nitrofeniltiossemicarbazona (H2Ac4oNO2Ph). Estudos eletroquímicos mostraram que os complexos de cobalto(BI) com hidrazonas (4-6) possuem potenciais de redução mais favoráveis do que complexos análogos com tiossemicarbazonas (7-11). Os valores de potencial de meia-onda (E.) obtidos para os complexos (4-6) encontram-se na faixa de redutores celulares. Além disso, observou-se que o processo de redução Com/Con ocorre cria mecanismo quasi-reversível. Estudos de redução, acompanhados por espectroscopia eletrônica e espectrometria de massas, mostraram que o complexo (4) seria reduzido na presença de 3 equivalentes molares de ditionito de sódio (Na2S204) com subsequente liberação do ligante H2AcPh. Por outro lado, a redução do complexo análogo com tiossemicarbazona (7) não foi observada na presença de 3 ou 10 equivalentes molares de Na2S204 em um período de 24 horas. Considerando-se que nos complexos de cobalto(111) há dois ligantes por átomo de cobalto, verificou-se que, de modo geral, as hidrazonas e tiossemicarbazonas se mostraram mais ativas do que seus complexos frente a células leucêmicas (FIL60. Jurkat e THP-1) e de tumores sólidos (MCF-7, MDA-MB-231 e HCT-116). Os melhores resultados foram observados para os complexos (7) e (8), que se mostraram consideravelmente menos ativos do que os ligantes H2Ac4Ph e H2Ac4pC1Ph frente a células de tumores sólidos. Além disso, esses compostos apresentaram baixa citotoxicidade frente a células não tumorais Vero (rim de macaco verde). No entanto, não foi observada diferença na atividade dos complexos (4-5 e 7-8) quando testados frente células MCF-7 cultivadas nos modelos monocamada (2D) e tridimensional soft-agar (3D). Apesar de os complexos (4-5) não apresentarem seletividade frente células MCF-7 cultivadas no modelo 3D, as propriedades citotóxicas e o comportamento eletroquimico dos complexos de cobalto(111) com hidrazonas os tornam potencialmente adequados para serem utilizados como pró-drogas biorredutiveis. Dessa forma, a investigação citotóxica desses compostos frente a diferentes linhagens celulares de tumores sólidos e em câmera de hipóxia se torna uma estratégia interessante. Considerando-se a relevância de se conhecer outras bioatividades de potenciais candidatos a fármacos antineoplásicos, foi realizado um estudo do efeito antimicrobiano dos complexos de cobalto(M). De modo geral, os complexos com tiossemicarbazonas mostraram-se mais ativos do que os complexos com hidrazonas frente a bactérias Grani-positivas. Os complexos de hidrazonas mostraram ação antifúngica frente a fungos do gênero Condida. Tanto os complexos de rênio(I) quanto os de cobalto(BI) mostraram-se capazes de suprimir a fluorescência exibida pela albumina sérica humana (ASH) através da formação de um complexo na proporção 1:1 (complexo metálico ¿ ASH). As interaçôes ocorrem por meio de um mecanismo estático, sugerindo que os complexos poderiam ser transportados por essa proteína que possui diversas fiações fisiológicas no organismo. Desse modo, a coordenação de rênio(1) e cobalto(111) a ligantes citotóxicos da classe das bases de Schiff, tais como hidrazonas e tiossemicarbazonas, revelaram-se estratégias interessantes para o planejamento de novos candidatos a metalofármacos antitumorais. O presente trabalho constitui importante contribuição à Quimica Medicinal Inorgânica. 
Abstract: The present study involved the investigation of rhenium(I) and cobalt(M) complexes coitaining Schiff bases with antiproliferative activity for the development of new antitumor metallopharmaceuticals candidates. Rhenium(I) complexes have not been investigated extensively for their applications as cytotoxic agents. In the present work the complexes [ReCI(CO)3(H2AcPh)] (1), [ReCl(C0)3(H2AcpCIPh)].0.5C711,3 (2) and [ReCI(C0)3(H2AcpNO2Ph)].0.5C711.3 (3) were obtained with 2-acetylpyridine-phenyilaydrazone (12AcPh), 2-acetylpyridine-para-chlorophenylhydrazone (H2AcpC1Ph) and 2-acetylpyridine-para-nitrophenylhydrazone (H2AcpNO2Ph). Complexes (1-3) showed antiproliferative activity against NCI-H460 human lung carcinoma cells, with 3 showing the best result. Moreover, the complexes were more active than the free hydrazones. Complexes 1-3 also presented cytotoxicity against non-malignant HUVECs (human umbilical vein endothelial) cells, suggesting that they could also have antiangiogenic activity. 2 and 3 induced apoptosis with subsequent mitochondrial disruption on NCI-H460 cells and showed a dose-dependent high antioxidant activity (reduction on reactive oxygen species production). The complexes were not active against different species of Candida genus' fungi and Gram-positive and Gram-negative bacteria. These results are promising from the point of view of development of new antitumor metallopharmaceuticals making relevant the investigation of 186.1ssRe analog complexes as potential metalloradiopharmaceuticals. Caban(:II) complexes with antineoplastic ligands have been used as bioreductive pro-drugs to be selectively activated at hypoxia regions. Therefore, complexes [Co(2AcPh)21C12H20 (4), (Co(2AcpCIPh)21C1.3.5H20 (5) and [Co(2AcpNO2Ph)21C12.5H20 (6) were obtained with H2AcPh, H2AcpCIPh and H2AcpNO2Ph, as well as [Co(2Ac4Ph)21CI-C11.30H-0.5H20 (7), [Co(2Ac4pCIPh)2]C1-1.5H20 (8), [Co(2Ac4oCIPh)21C1-3.5H20 (9), [Co(2Ac4pNO2Ph)2]C1-3H20 (10) and ro(2Ac4oNO2Ph)2.1C1-3H20 (11) with 2- acetylpyridine-N(4)-phenylthiosemicarbazone (H2Ac4Ph), 2-acetylpyridine-N(4)-para-chlorophenykhiosemicarbazone (H2Ac4pC1Ph), 2-acetylpyridine-N(4)-orto-chlorophenyltbiosemicarbazone (H2Ac4oCIPh), 2-acetyliFidine-N(4)para-nitrophenylthioseinicarbazone (InAc4pNO2Ph) and 2-acetylpyridine-N(4)-orto-nitrophenylthiosenncarbazone (H2AoloNO2Ph). Electrochemical studies showed that cobalt(111) complexes with hydrazones (4-6) have a more favorable reduction potential than the analogs with thiosemicarbazones (7-11). The half-wave potential values (Ern-) obtained for complexes (4-6) are within the cellular reductants range. Furtheraore, it was observed that the Com/Co° reduction process happens by a quasi-reversible mechanism. Reduction studies, accompanied by electronic spectroscopy and mass spectrometry, showed that complex (4) was reduced in the presence of 3 mol equivalents of sodium dithionite (Na2S204) with subsequent H2AcPh ligand release. On the other hand, the reduction of the analogue complex with thiosemicarbazone (7) was not observed in the presence of 3 or 10 mol equivalents of Na2S204 in a 24-hours period. Considering that the cobalt(III) complexes have two ligands per cobalt atom, it was verified that, in general, the hydrazones and thiosemicarbazones showed to be more active than their complexes against HL60, Jurkat and THP-1 leukemia and MCF-7, MDA-MB-231 and HCT-116 solid tumor cells. The best results were observed for complexes (7) and (8) which proved to be considerably less active than the F2Ac4Ph and H2Ac4pCIPh ligands against the solid tumors cells. In addition, these compounds presented low cytotoxicity against Vero (green monkey kidney) non-malignant cells. However, no difference in the activity was observed for complexes (4-5 and 7-8) against MCF-7 cells when the cells were cultured in monolayer (2D) or in the three-dimensional soft-agar (3D) models. Although complexes (4-5) do not show selectivity against MCF-7 cells cultured in the 3D model, the cytotoxic properties and the electrochemical behavior of cobalt(M) complexes with hydrazones make them potentially suitable to be used as bioreductible pro-drugs. In this way, the investigation of the cytotoxic effects of these compounds against other solid tumor cell lines in hypoxia chamber is of utmost relevance. Considering the need to understand the other bioactivities of potential antineoplastics drug candidates, an evaluation of the antimicrobial effects of the cobalt(M) complexes under study was carried out. Overall the complexes with thiosemicarbazones showed higher activity against Gram-positive bacteria than those with hydrazones. The hydrazone complexes showed antifungal activity against Candida genus' fungi. Both rhenium(I) and cobalt(Ill) complexes were able to suppress humam serum albumin (HSA) fluorescence with formation of a 1:1 metal complex-HSA system. The interaction occurs by means of a static mechanism, suggesting that the complexes could be transported by this protein which has several physiological functions in the organism. Thus, coordination of rhenium(I) and cobalt(M) to cytotoxic Schiff base ligands, such as hydrazones and thiosemicarbazones, revealed to be an interesting strategy for the planning of new antitumor metallophannaceutical candidates. The present work constitutes an important contribution to Inorganic Medicinal Chemistry.
Subject: Cobalto
Rênio
Complexos metálicos de transição
Schiff, Bases de
Compostos organometalicos
Agentes antineoplásicos
Quimica inorganica
Fármacos
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-ALSQ3U
Issue Date: 27-Mar-2017
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