Desenvolvimento de metalofármacos; novos complexos de ruténio contendo ligandos macromoleculares como agentes antitumorais

Tese de mestrado, Química (Química) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016O cancro é uma das maiores causas de morte a nível mundial, podendo ser causado por fatores internos, como a herança genética de cada indivíduo, ou exteriores, como a exposição a substâncias ou radiação perigosas. Os tratamentos mais comuns são cirurgia, radioterapia e quimioterapia, sendo esta última a mais importante no contexto deste trabalho. Ainda que os metalofármacos que atualmente se encontram em uso clínico apresentem boa atividade anticancerígena para alguns tipos de tumores, a terapia é também acompanhada por vários efeitos secundários muito debilitantes, sendo por isso necessário uma contínua investigação nesta área. Vários grupos de investigação se dedicam à descoberta e desenvolvimento de novos complexos metálicos para o tratamento do cancro e das suas metástases, tendo os compostos de ruténio demonstrado excelente potencial para esta aplicação. No âmbito desta tese de mestrado foram sintetizados três complexos de ruténio (II), dois deles novos, com a fórmula geral [Ru(bpy)2(bpy-R)][CF3SO3]2, na qual bpy-R é a 4,4’-bis(hidroximetil)-2,2’-bipiridina ou se refere a uma bipiridina funcionalizada com polilactídeo ou com polilactídeo funcionalizado com glucose. Estes complexos foram caracterizados através das técnicas de RMN (1H, 13C, COSY, HMBC e HSQC), espetroscopia de UV-Vis, FTIR, espetroscopia de emissão (fluorescência/ fosforescência) e voltametria cíclica. Quando adequado, a sua pureza foi avaliada através de análise elementar. Estudou-se a estabilidade dos compostos por espetroscopia eletrónica nos solventes DMSO, DMSO/HEPES e DMSO/DMEM ao longo de 24 horas. Verificou-se que todos apresentaram estabilidade adequada (entre 86,0% e 97,7% de complexo intacto) para prosseguirem para a fase de ensaios biológicos. Foram efetuados estudos de interação dos complexos com albumina sérica humana (HSA), que é a mais abundante no sangue humano, tendo-se concluído que os novos complexos sintetizados interactuam com esta proteína transportadora. A citotoxicidade dos complexos foi avaliada por testes in vitro nas linhas celulares humanas A2780 (adenocarcinoma do ovário humano, sensível à cisplatina), MCF7 (adenocarcinoma da mama hormono-dependente) e fibroblastos (células não-tumorigénicas), com um tempo de incubação de 48 horas. Os complexos contendo polímero mostraram ser pouco citotóxicos, com valores de IC50 superiores a 100 μM em todas as linhas celulares estudadas. O complexo sem polímero teve também valores de IC50 elevados para as linhas MCF7 (> 100 μM) e fibroblastos (93,3 μM), no entanto mostrou ser bastante citotóxico na linha A2780 (IC50 = 0,56 μM). Os resultados obtidos suportam o potencial dos compostos preparados neste trabalho como possíveis metalofármacos para o tratamento de tumores, e tornam de grande interesse a continuação do estudo dos mesmos.Cancer is one of the leading causes of death worldwide and it can be caused by internal factors, such as genetic inheritance, or by external factors, like exposition to harmful substances or radiation. The most common treatments are surgery, radiotherapy and chemotherapy, the last one being the most important in the context of this work. Even if the current metallodrugs in clinical use show a good anticancer activity towards some cancer cell lines, the treatment is usually accompanied by several debilitating secondary effects. Thus, the continuous research in this field is mandatory. For decades, several investigation groups have dedicated their efforts to the discovery and development of new metallic complexes for the treatment of cancer and metastasis. In the scope of this Master Thesis three ruthenium complexes were synthetized, two of them new, with the general formula [Ru(bpy)2(bpy-R)][CF3SO3]2, where bpy-R is 4,4’-bis(hydroxymethyl)-2,2’-bipyridine or refers to a bipyridine functionalized with polylactide or polylactide functionalized with glucose. These complexes were characterized by NMR (1H, 13C, COSY, HMBC e HSQC), electronic spectroscopy, FTIR, cyclic voltammetry and fluorescence. When applicable, the purity was evaluated through elemental analysis. The compounds evaluated on their stability by electronic spectroscopy using DMSO, DMSO/HEPES and DMSO/DMEM as solvents, over 24 hours. All of them displayed an adequate stability (between 86,0% e 97,7% of intact compound) to proceed to biological testing phase. Interactions studies between the complexes and human serum albumin (HSA), the most abundant carrier protein in human blood were performed using emission spectroscopy which indicated that the new complexes are able to bind to HSA is. The cytotoxicity of the complexes was evaluated in in vitro using the human cell lines A2780 (human ovary adenocarcinoma, sensitive to cisplatin), MCF7 (breast adenocarcinoma, hormone dependent), and fibroblasts (healthy cells), with an incubation time of 48 hours. Complexes containing polymer showed little cytotoxicity, with IC50 values superior to 100 μM in all the cell lines. The complex that does not contain polymer also had high IC50 values for MCF7 line (> 100 μM) and fibroblasts (93,3 μM), however it showed good cytotoxicity in A2780 line (IC50 = 0,56 M). The obtained results support the potential of the compounds prepared in this work as possible metallodrugs for tumor treatment, and is it of great interest to continue their study