Complexos de In(III) com ligantes bioativos: propriedades físico-químicas e atividade antineoplásica de alguns complexos
| dc.creator | Alexandre Bizzotto de Carvalho | |
| dc.date.accessioned | 2025-02-07T17:14:13Z | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-08T23:50:42Z | |
| dc.date.available | 2025-02-07T17:14:13Z | |
| dc.date.issued | 2024-11-06 | |
| dc.description.abstract | In the present work indium(III) complexes with the ligands lapachol (lap), lausone (lau), naringenin (nar) and 2-formyl-8-hidroxiquinoline-derived hydrazones were obtained and their physico-chemical properties were investigated. The antineoplastic effects of selected complexes against breast tumor cells were evaluated. Novel complexes [In(lap)Cl2]·4H2O (1), [In(lap)2Cl]·Et3N (2), [In(lap)3]·2H2O (3), cis-[In(lap)(bipy)Cl2] (4) bipy = 2,2’- bipyridine and cis- [In(lap)(phen)Cl2] (5) phen= 1,10-phenanthroline were synthesized. Lapachol did not show significant cytotoxic effects against MCF-7 ad MDA-MB-231 tumor cells. The cytotoxic effects did not increase upon coordination to indium(III) in complexes (1-3), but significantly increased in complex cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5). Although both complexes (4) and (5) interacted with DNA in vitro by an intercalative mode, only (5) exhibited cytotoxicity against MCF-7 and MDA-MB breast tumor cells. 1,10-phenanthroline and complex (5) presented cytotoxic effects against MCF-7 and MDA-MB cells, with complex (5) being three-fold more active than 1,10-phenanthroline on MCF-7 cells. In addition, complex (5) significantly reduced the formation of MDA-MB-231 colonies in a clonogenicity assay. cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) showed cytotoxic effects against non-malignant HEK-293 cells, but its selectivity index, was 30-fold higher than that of doxorrubicin used as control on MCF-7 and 7-fold more active than doxorubicin against MDA-MB-231 cells. The results suggest that the presence of 1,10-phenanthroline exerted a crucial role in the cytotoxic effects of complex (5) and that the inclusion of 1,10-phenanthroline as co-ligant proved to be a valuable strategy for increasing cytotoxicity due to its own cytotoxic effects and to its ability to vectorize the complex to DNA. Complexes [In(lau)(bipy)Cl2] (6) and [In(lau)(phen)Cl2] (7) were synthesized with lausone. The crystal structure of [In(lau)(bipy)Cl2] (6) was determined. Complexes [In(nar)Cl2]·6H2O (8) and [In(nar)2Cl]·Et3N (9) with naringenin were obtained as well. The reaction of indium(III) chloride with 2-formyl-8-hydroxyquinoline-4-nitroimidazole hydrazone (H2L1) in ethanol gave [In(H2L1)(HL1)Cl2], complex (1) as the product. The reaction with 2-formyl-8-hydroxyquinoline-4-nitrobenzene hydrazone (H2L2) in methanol gave [In(HL2)Cl2(CH3OH)], complex (2), as the product while [In(HL2)Cl2]·CH3CH2OH, complex (3), was formed as the product using ethanol as solvent. The crystal structure of the complex [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (2) was determined. Theoretical DFT calculations suggested that complex [In(H2L1)(HL1)Cl2] (1) presents coordination number (CN) 8, with one neutral and one anionic ligand coordinated to the metal center through the O-Npy-N tridentate chelating system together with two chloride ions. Experimental data indicated that in complexes [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (2) and [In(HL2)Cl2]·CH3CH2OH (3) one anionic ligand is attached to the indium(III) center through the O-Npy-N-O tetradentate chelating system along with two chlorides. A coordinated methanol molecule completes the indium(III) coordination sphere in complex [In(HL2)Cl2CH3OH] (2). DFT calculations revealed that complex [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (2) presents CN 7, with bond lengths in accordance with the experimental values. The calculated electronic spectra of complexes [In(H2L1)(HL1)Cl2] (1) and [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (2) were in agreement with the experimental spectra and allowed the attribution of the absorption peaks to π - π* transitions. The present work is an important contribution to understanding indium(III) coordination chemistry and the antitumoral properties of indium(III) complexes. | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/79759 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Química inorgânica | |
| dc.subject | Índio (Química) | |
| dc.subject | Ligantes (Bioquímica) | |
| dc.subject | Agentes antineoplásicos | |
| dc.subject | Citotoxidade de mediação celular | |
| dc.subject | Funcionais de densidade | |
| dc.subject | Química farmacêutica | |
| dc.subject | Complexos metálicos | |
| dc.subject.other | Complexos de índio(III) | |
| dc.subject.other | Lapachol | |
| dc.subject.other | Lausona | |
| dc.subject.other | Naringenina | |
| dc.subject.other | Atividade citotóxica | |
| dc.subject.other | Hidrazonas derivadas de 2-formil-8-hidroxiquinolina | |
| dc.title | Complexos de In(III) com ligantes bioativos: propriedades físico-químicas e atividade antineoplásica de alguns complexos | |
| dc.type | Tese de doutorado | |
| local.contributor.advisor1 | Heloisa de Oliveira Beraldo | |
| local.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8218059267505950 | |
| local.contributor.referee1 | Antônio Carlos Doriguetto | |
| local.contributor.referee1 | Angel Amado Recio Despaigne | |
| local.contributor.referee1 | Dayse Carvalho da Silva Martins | |
| local.contributor.referee1 | Thiago Teixeira Tasso | |
| local.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0701201312791286 | |
| local.description.resumo | No presente trabalho foram feitas sínteses e determinadas propriedades físico-químicas de complexos de índio(III) com os ligantes lapachol (lap), lausona (lau), naringenina (nar) e hidrazonas derivadas de 2-formil-8-hidroxiquinolina. Foram também estudados os efeitos antineoplásicos de alguns complexos em células de tumores mamários. Foram obtidos complexos inéditos: [In(lap)Cl2]·4H2O (1), [In(lap)2Cl]·Et3N (2), [In(lap)3]·2H2O (3), cis-[In(lap)(bipy)Cl2] (4), bipy=2,2’-bipiridina e cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) phen=1,10- fenantrolina. O lapachol não demonstrou citotoxicidade significativa contra células de câncer de mama MCF-7 e MDA-MB-231 nas condições experimentais utilizadas no presente trabalho. Após a coordenação do lapachol com o índio(III) nos complexos (1-3), os efeitos citotóxicos não aumentaram. Entretanto, a citotoxicidade aumentou significantemente com a coordenação do lapachol com índio(III) e a 1,10-fenantrolina no complexo cis- [In(lap)(phen)Cl2] (5). Embora a 1,10-fenantrolina por si só tenha exibido citotoxicidade contra ambas as linhagens celulares, o complexo cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) foi três vezes mais ativo nas células MCF-7. No ensaio de clonogenicidade, ao contrário da 1,10-fenantrolina, o complexo cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) reduziu significativamente a formação de colônias de células MDA-MB-231. O complexo cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) mostrou efeitos citotóxicos contra células não malignas HEK-293, mas seu índice de seletividade foi trinta e três vezes maior do que o controle doxorrubicina nas células MCF-7 e sete vezes maior do que o da doxorrubicina nas células MDA-MB-231. Ambos os complexos cis-[In(lap)(bipy)Cl2] (4) e cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) interagiram in vitro com o DNA de modo intercalativo, mas apenas o complexo cis-[In(lap)(phen)Cl2] (5) mostrou citotoxicidade significativa, sugerindo que a 1,10-fenantrolina desempenha um papel crucial nos efeitos citotóxicos deste complexo. Assim, a inclusão da 1,10-fenantrolina como co-ligante revelou-se uma estratégia valiosa para aumentar a citotoxicidade, provavelmente devido aos seus efeitos citotóxicos, bem como à sua capacidade de direcionar o complexo ao DNA. Foram obtidos dois complexos inéditos de índio(III) à base do ligante lausona (lau). Foram sintetizados os complexos: [In(lau)(bipy)Cl2] (6) e [In(lau)(phen)Cl2] (7). A estrutura cristalina do complexo [In(lau)(bipy)Cl2] (6) foi determinada.Foram sintetizados os complexos inéditos [In(nar)Cl2]·6H2O (8) e [In(nar)2Cl]·Et3N (9). A reação de InCl3 com 2-formil-8-hidroxiquinolina-4-nitroimidazol hidrazona (H2L1) em etanol produziu [In(H2L1)(HL1)Cl2], complexo (10). A reação com 2-formil-8-hidroxiquinolina-4-nitrobenzeno hidrazona (H2L2) em metanol resultou em [In(HL2)Cl2(CH3OH)], complexo (11), enquanto [In(HL2)Cl2]·CH3CH2OH, complexo (12), foi formado utilizando etanol como solvente. A estrutura cristalina do complexo [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (11) foi determinada. Resultados experimentais e cálculos teóricos de DFT sugeriram que o complexo [In(H2L1)(HL1)Cl2] (10) apresenta número de coordenação (NC) 8, com um ligante neutro e um aniônico coordenados ao centro metálico através do sistema quelante tridentado O-Npy-N, juntamente com dois íons cloreto. Dados experimentais indicaram que nos complexos [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (11) e [In(HL2)Cl2]·CH3CH2OH (12) um ligante aniônico está ligado ao centro de índio(III) através do sistema quelante tetradentado O-Npy-N-O, juntamente com dois cloretos. Uma molécula de metanol coordenada completa a esfera de coordenação do índio(III) no complexo [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (11). Cálculos de DFT revelaram que o complexo [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (11) apresenta NC = 7, com comprimentos de ligação em conformidade com os valores experimentais. Os espectros eletrônicos calculados dos complexos [In(H2L1)(HL1)Cl2] (10) e [In(HL2)Cl2(CH3OH)] (11) estão de acordo com os espectros experimentais e permitiram a atribuição das bandas de absorção às transições π - π*. O presente trabalho constitui uma importante contribuição ao entendimento da química de coordenação de índio(III) em termos estruturais e das propriedades antitumorais de seus complexos. | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química |