Αντικαρκινικές ιδιότητες σύμπλοκων ενώσεων μεταλλικών ιόντων σε χημικά και βιολογικά μοντέλα

Abstract

Three new novel complexes of silver(I) with salicylic acid and its derivatives (aspirin)and para-hydroxy - benzoic acid with triphenyl phosphine, are designed, synthesized andcharacterized by melting point, elemental analysis, infrared spectroscopy, 1H-NMR, UV-vis,ESI-MS and X-ray crystallography. The formulae of the complexes are [Ag(tpp)2(o-Hbza)](1), [Ag(tpp)3(asp)](dmf)}] (2) and [Ag(tpp)2(p-Hbza)] (3).The complexes 1-3 differed in their ability to form hydrogen bonds. The complex 1 hasthe ability to form intramolecular bonds, complex 2 has no ability to form hydrogen bonds andcomplex 3 forms intramolecular and intermolecular hydrogen bonds.The cytotoxicity of complexes was calculated by MTT and Trypan Blue methods,against tumor lines LMS, MCF-7 and normal fibroblast MRC-5. Complexes 1-3 are 2-3 timesmore potent than the cisplatin, the silver nitrate and the lignads.Initially, in an attempt to evaluate the type of cell death, the alterations in cellularmorphology of LMS observed after their incubation with complexes 1-3. The apoptotic celldeath was confirmed by flow cytometry and DNA fragmentation. The complexes induceapoptosis in a dose - dependent manner.To ascertain the mechanism of apoptosis, it was studied the ability of complexes 1-3 toinhibit lipoxygenase. Complexes 1-3 strongly inhibit lipoxygenase at concentrations of 2.3-7.6 μM. These results were confirmed by docking studies. The complexes 1-3, maybe causeapoptosis through the intrinsic mitochondrial pathway, releasing cytochrome c from themitochondria and trigger the cascade of apoptosis.In order to be explained the large percentage of apoptosis, it was tested the ability ofthe complexes to bind to DNA experimentally and theoretical. The complexes 1-3 are linked toDNA and cause hypercroism and they can dock to the grooves of the DNA (major or minor).In conclusion, it was demonstrated that the complexes have the ability to formhydrogen bonds through binding to DNA and the ability of the complexes to bind to DNA isassociated with the capacity to form hydrogen bond.Finally, experiments were performed in rats Wistar in vivo. It was tested the acute andsubchronic toxicity of the complex 2. It was also evaluated its ability of the complex to preventtumor development. The acute toxicity showed that the complex 2 is not toxic to the dose of50 mg/kg. Finally, it was induced carcinogenesis in animals through injection with LMS cellssubcutaneously. The dose of the complex of 5 mg/kg shows a small percentage of tumornecrosis and there is no toxicity to the organs and tissues.

Σχεδιάστηκαν, συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν τρία σύμπλοκα αργύρου(Ι) μεσαλικυλικό οξύ και τα παράγωγα του (ασπιρίνη) και με παρα-υδρόξυ-βενζοϊκό οξύ μετριφαινυλο-φωσφίνη, με δομή [Ag(tpp)2(o-Hbza)] (1), [Ag(tpp)3(asp)](dmf)}] (2) και[Ag(tpp)2(p-Hbza)] (3). Τα σύμπλοκα 1-3 χαρακτηρίστηκαν με σημείο τήξεως, στοιχειακήανάλυση, φασματοσκοπία υπερύθρου, 1H-NMR, UV-vis, ESI-MS και με κρυσταλλογραφίαακτίνων Χ.Τα σύμπλοκα 1-3 διαφέρουν ως προς την ικανότητα να σχηματίζουν δεσμούςυδρογόνου. Το σύμπλοκο 1, έχει την ικανότητα να δημιουργεί ενδομοριακούς δεσμούς, τοσύμπλοκο 2, δεν έχει την ικανότητα να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου και το σύμπλοκο 3σχηματίζει ενδομοριακούς και διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου.Για την εκτίμηση της κυτταροτοξικότητας των συμπλόκων, πραγματοποιήθηκανμελέτες για τον υπολογισμό του IC50 με τις μεθόδους ΜΤΤ και Trypan Blue, έναντικαρκινικών σειρών LMS, MCF-7 και υγιών ινοβλαστών MRC-5. Τα σύμπλοκα 1-3 είναι 2-3 φορές πιο δραστικά από ότι το cisplatin, τον νιτρικό άργυρο και τους υποκαταστάτες τωνσυμπλόκων.Για να εκτιμηθεί η ικανότητα των συμπλόκων να προκαλούν απόπτωση, μελετήθηκε ημορφολογία των LMS κυττάρων μετά από επώαση τους με τα σύμπλοκα 1-3. Στην συνέχεια, οαποπτωτικός θάνατος των κυττάρων επιβεβαιώθηκε με κυτταρομετρία ροής και μεηλεκτροφόρηση πυρηνικού DNA. Τα σύμπλοκα προκαλούν απόπτωση με δοσο-εξαρτώμενοτρόπο.Για την εξακρίβωση του μηχανισμού απόπτωσης, μελετήθηκε η ικανότητα τωνσυμπλόκων 1-3 να αναστέλλουν την λιποξυγενάση. Τα σύμπλοκα 1-3 αναστέλλουν ισχυράτην λιποξυγενάση σε συγκεντρώσεις από 2.3-7.6 μΜ, ενώ οι υποκαταστάτες δεν έχουν αυτήτην ιδιότητα. Η αναστολή και η πρόσδεση των συμπλόκων 1-3 ισχυροποιείται και με τουςθεωρητικούς υπολογισμούς. Πιθανόν τα σύμπλοκα 1-3, προκαλούν απόπτωση μέσω τουενδογενούς ή μιτοχονδριακού μονοπατιού, ελευθερώνοντας τον κυτόχρωμα c από ταμιτοχόνδρια, και προκαλώντας τον καταρράκτη της απόπτωσης.Επίσης, για να εξηγηθεί το μεγάλο ποσοστό απόπτωσης ελέγχθηκε η ικανότητα τωνσυμπλόκων να συνδέονται στο DNA πειραματικά και θεωρητικά. Tα σύμπλοκα 1-3 ότανσυνδέονται στο DNA προκαλούν υπερχρωισμό υποδηλώνοντας σύνδεση των συμπλόκων μετις αύλακες του DNA.Συμπερασματικά, αποδείχτηκε ότι τα σύμπλοκα έχουν την ικανότητα να δημιουργούνδεσμούς υδρογόνου, συνδέονται ισχυρά με το DNA και η τιμή πρόσδεσης στο DNAσχετίζεται με την ικανότητα δημιουργίας δεσμών υδρογόνου.Στην συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν πειράματα με επίμυες Wistar Rat in vivo.Μελετήθηκε η τοξικότητα του συμπλόκου 2 και εκτιμήθηκε η ικανότητά του να εμποδίζει τηνανάπτυξη όγκου. Η οξεία τοξικότητα έδειξε, ότι το σύμπλοκο δεν είναι τοξικό μέχρι την δόσητων 50 mg/kg και εμφάνιζε προβλήματα σε ήπαρ, νεφρό, πνεύμονες και πτώση των τριχών. Στην υποχρόνια τοξικότητα, το σύμπλοκο προκαλεί τα ίδια συμπτώματα στα όργανα, αλλάδεν προκαλεί τον θάνατο των ζώων που έχουν δεχτεί την θεραπεία.Τέλος, στα ζώα προκλήθηκε καρκινογένεση με ένεση LMS κυττάρων υποδόρια. Ηδόση των 5 mg/kg δείχνει ένα μικρό ποσοστό νέκρωσης του όγκου αλλά χωρίς να εμφανίζειτοξικότητα στα όργανα και στου ιστούς.