Desenvolvimento de potenciais metalofármacos para a terapia do cancro

Tese de mestrado, Química (Química), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015O cancro é a segunda maior causa de morte nos países desenvolvidos, prevendo-se que o número de mortes devido a esta doença aumente 70% nas próximas duas décadas. As terapias mais utilizadas para tratamento desta doença são a cirurgia, radioterapia e quimioterapia, podendo também recorrer-se à imunoterapia e terapia hormonal. Os fármacos usados em quimioterapia podem ser divididos em vários grupos de acordo com a sua estrutura, modo de ação e a sua interação com outros fármacos. A cisplatina e os seus análogos tornaram-se os metalofármacos mais utilizados na terapia de diversos tipos de cancro, sendo usados sozinhos ou isolados em muitos regimes terapêuticas, independentemente da sua falta de selectividade, da limitação severa na dosagem devido a efeitos secundários agressivos e ao desenvolvimento de resistência ao tratamento. A busca de novos metalofármacos tem como objetivo ultrapassar as desvantagens apontadas anteriormente, e simultaneamente desenvolver novos fármacos que tenham sucesso no tratamento de tumores resistentes aos compostos de cisplatina. Neste trabalho descreve-se a síntese e caracterização de novos compostos orgânicos e inorgânicos, desenvolvidos com o objectivo contribuir para o desenvolvimento de novos agentes anti-tumorais pertencentes da família dos metalofármacos. Foram sintetizados e caracterizados três compostos pertencentes à família das tiosemicarbazonas (HL1, HL2 e HL3), por condensação entre a 4-feniltiosemicarbazida e os aldeídos heteroaromáticos indole-3-carboxaldeído, N-metilindole-3-carboxaldeído e 2-benzofurancarboxaldeído. Por reação entre estas tiossemicarbazonas e cis-[Ru(bipy)2Cl2] na presença de triflato de prata, obtiveram-se três novos complexos de ruténio (II), complexos 1, 2 e 3, cuja estrutura, octaédrica, foi formulada como [Ru(bipy)2(HL)][CF3SO3]2 com o ligando coordenado na forma neutra ao ião ruténio pelo átomo de enxofre e pelo átomo de azoto imínico. Por reação entre os tiossemicarbazonas HL1, HL2 e HL3 e CuCl2, foram sintetizados três novos complexos de cobre, complexos 4, 5 e 6, tendo sido possível propor a formulação [Cu(HL)2]Cl, para os complexos 4 e 5, com o cobre no estado de oxidação (I) e a tiossemicarbazona coordenada na sua forma neutra (HL) pelo átomo de enxofre e pelo átomo de azoto imínico. A caracterização de todos os compostos sintetizados, tiossemicarbazonas e complexos, foi feita recorrendo às técnicas espectroscópicas de Ressonância Magnética Nuclear (1H, 13C/APT, DEPT-135 e técnicas bidimensionais), ESI-MS, FTIR, espectroscopia de UV-Visível, análises elementares (% C, H, N) e adicionalmente, no caso dos complexos 1, 2 e 3, foi ainda estudado o comportamento redox dos compostos por voltametria cíclica. Avaliou-se ainda a potencialidade das tiossemicarbazonas e dos complexos de Ru(II) sintetizados como agentes anti-tumorais, estudando a sua citotoxicidade em linhas de células tumorais da mama (MDA-MB-231) e do ovário (A2780). A tiossemicarbazona HL2 e o complexo 2 apresentaram resultados muito prometedores de citotoxicidade às 72h de incubação com células A2780, com valores de IC50 de 4.5±1.7µM e 0.15±0.04µM respetivamente. Estes dois compostos revelaram-se também extremamente citotóxicos nas células altamente agressivas do cancro da mama triplo-negativo, MDAMB231, com valores de IC50 que ultrapassaram largamente o da cisplatina, 4.49±1.4µM e 0.11±0.02 µM respetivamente, na avaliação às 72h de incubação. Estes resultados indicam que esta família de compostos é promissora como potenciais agentes anti-tumorais.Cancer is the secondmajorcause of death in developed countries. It is expected that the number of deaths due to this disease increases by 70% over the next two decades. The most common therapies for treatment of this disease are surgery, radiation and chemotherapy being hormone therapy and immunotherapy also used. Chemotherapeutic drugs’ can be divided into several groups according to their structure, mode of action and their interaction with other drugs. Cisplatin and its analogues have become the metallodrugs most used in the clinic for various types of cancer, being used alone or combined in many therapeutic regimens, irrespective of their lack of selectivity, strict limitations on dosage due to harsh side effects and development of resistance to treatment. The search for new metallodrugs aims to overcome the disadvantages set out above, and simultaneously to develop new drugs that can be successfully used to treat cisplatin resistant tumors. This work describes the synthesis and characterization of new organic and inorganic compounds, developed with the aim of finding new anti-cancer agents. Three compounds belonging to the family of thiosemicarbazones (HL1, HL2 and HL3) were synthesized by condensation between 4-phenylthiosemicarbazide and heteroaromatic aldehydes, namely indole-3-carboxaldehyde, N-methylindole-3-carboxaldehyde and 2-benzofurancarboxaldehyde. By reaction between these thiosemicarbazones and cis-[Ru(bipy)2Cl2] in the presence of silver triflate, three new octahedral complexes of ruthenium(II), complexes 1, 2 and 3, were obtained and formulated as [Ru(bipy)2(HL)][CF3SO3]2, with the ligand coordinated in neutral form to the ruthenium cation, through the sulfur and the imino nitrogen atoms. By reaction between thiosemicarbazone HL1, HL2 and HL3 and CuCl2 three new copper complexes, complex 4, 5 and 6, were synthesized. It was possible to formulate complexes 4 and 5 as [Cu(HL)2]Cl, with copper in the oxidation state (I) and thiosemicarbazone coordinated in its neutral form (HL) through the sulfur and the imino nitrogen atoms. The characterization of all synthesized compounds, thiosemicarbazones and complexes was done using spectroscopic techniques such as Nuclear Magnetic Resonance (1H, 13C/APT, DEPT-135 and two-dimensional techniques), FTIR, UV-Visible, ESI-MS, Elemental Analysis (C, H, N, S) and additionally, in the case of complexes 1, 2 and 3, their redox behavior was also studied by cyclic voltammetry. The potential of thiosemicarbazones and Ru(II) complexes synthesized was evaluated as anti-tumor agents, studying their cytotoxicity in human tumor cell lines of breast cancer (MDA-MB-231) and ovarian cancer (A2780). The thiosemicarbazone HL2 and the complex 2 showed very promising results, after a 72h incubation period, with IC50 values of 4.5±1.7µM and 0.15±0.04µM, respectively, against A2780 cells. These two compounds proved to be also highly cytotoxic in the extremely aggressive cancer cell line (triple-negative breast) MDAMB231, with IC50 values of 4.49±1.4µM e 0.11±0.02 µM (respectively), greatly exceeding that of cisplatin. These results indicate that this family of compounds is quite promising as potential antitumor agents