Interação de novos compostos de ruténio anti-tumorais com bicamadas lipídicas: mecanismos de ação alternativos em metalofármacos

Tese de mestrado em Bioquímica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Os lípidos de membrana desempenham um papel ativo importante em processos celulares, como iniciação de cascatas de sinalização e tráfego intracelular, mas só recentemente foi reconhecido o seu potencial como alvo terapêutico. Os complexos de ruténio (Ru) apresentam uma alternativa promissora aos fármacos de platina, pelas menor citotoxidade e maior seletividade, e o seu mecanismo de ação é intensamente estudado atualmente. Interligando estas duas áreas, o interesse desta tese é perceber o papel que a membrana pode ter no mecanismo de ação destes compostos. Foram estudados três complexos, um de Ru(II), OR6, e dois de Ru(III), S8 e S10. Como modelo membranar usaram-se, principalmente, bicamadas lipídicas em suspensão (lipossomas) de dioleoilfosfatidilcolina (DOPC). Os resultados mostraram que os três complexos interagem com os lipossomas, embora tenham uma preferência pela membrana e pelo local onde se inserem diferentes. O complexo OR6 foi o que teve uma interação maior com a bicamada, apresentando um valor de coeficiente de partição membrana/água, Kp, de (113 ± 48) x 104, e uma localização no interior da bicamada. Para os complexos S8 e S10 foram obtidos valores de Kp inferiores, (0,8 ± 0,5) x 104 e (1,4 ± 0,5) x 104, respetivamente, localizando-se mais próximo da interface fosfolípido/água. Além disso concluiu-se que a interação dos compostos com a bicamada é impulsionada pelos seus ligandos. Os três complexos aumentam a permeabilidade da membrana, sem no entanto comprometer a integridade dos lipossomas. No complexo OR6 a coordenação dos ligandos ao centro metálico aumenta marcadamente o leakage, enquanto nos complexos S8 e S10 o aumento da permeabilidade membranar corresponde a um efeito médio dos seus ligandos. No conjunto, os resultados, mostram que os lípidos membranares poderão estar envolvidos no mecanismo de ação destes compostos, sendo proposto que o aumento da permeabilidade da membrana seja importante no seu modo de ação.Membrane lipids play active roles in crucial cellular processes, such as initiation of signaling cascades and intracellular trafficking. However, their potential as therapeutic targets has only recently been advocated. Due to their lower cytotoxicity and higher selectivity, Ruthenium (Ru) complexes are a promising alternative to platinum-based complexes, and their mechanism of action is currently subject of intense research. Combining these two fields, this Thesis aims to unravel a possible of the cell membrane in the mechanism of action of these compounds. In this work three Ru complexes were studied: one of Ru(II), OR6, and two of Ru(III), S8 and S10. As model system, lipid bilayers in suspension (liposomes) composed of dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) were mainly employed. The results showed that all three complexes interact with liposomes, however distinct membrane preference and insertion depth were detected. OR6 complex exhibited the strongest interaction, with a membrane/water partition coefficient, Kp, of (113 ± 48) x 104, and preferential location within the bilayer core. S8 and S10 complexes have lower Kp values, (0.8 ± 0.5) x 104 and ( 1.4 ± 0.5) x 104, respectively, and their membrane location is closer to the phospholipid/water interface. Furthermore, it was observed that the interaction of the compounds with the bilayer is driven by their ligands. All the three complexes increase membrane permeability, yet without compromising the integrity of the liposomes. The coordination of the ligands to the Ru metal center in OR6 leads to a pronounced increase in membrane leakage, while for S8 and S10 complexes the increased membrane permeability corresponds to an average effect of their ligands. Altogether, the results obtained suggest that membrane lipids can be involved in the mechanism of action of these compounds, and the increase in membrane permeability is proposed as being an important process in their mode of action