Investigation of the effect of polypyridyl ligands (L) in ruthenium complexes of the type [Ru(dip)2L]2+ on their cytotoxicity and photocytotoxicity

Celem niniejszej pracy była charakterystyka biologiczna polipirydylowych kompleksów rutenu opartych na układzie typu [Ru(dip)2L]2+ ( gdzie: dip – 4,7-difenylo-1,10-fenantrolina, natomiast jako L występowały dpb - 2,3-bis(2-pirydylo)-naftalenopirazyna, dpq - 2,3-bis(2-pirydylo)chinoksalina oraz dpq-(CH¬3)2 - 6,7-dimetylo-2,3-bis(2-pirydylo)chinoksalina) w kontekście wykorzystania w terapii fotodynamicznej (PDT) leczenia nowotworów. Przeprowadzono testy cytotoksyczności oraz fototoksyczności kompleksów po naświetleniu na linii komórkowej ludzkiego nowotworu trzustki (PANC-1) oraz mysiego nowotworu jelita grubego (CT-26). Zaprezentowane wyniki wykazały znaczny wzrost cytotoksyczności kompleksów po naświetleniu w stosunku do testów prowadzonych w ciemności. Ponadto wykorzystując sondy fluorescencyjne wyznaczono poziom generowania reaktywnych form tlenu w komórkach traktowanych kompleksami rutenu w ciemności oraz po naświetleniu. We wszystkich przypadkach zaobserwowano silny wzrost produkcji 1O2, •OH oraz H2O2 po naświetleniu. Metodą cytometrii przepływowej zweryfikowano indukcję apoptozy jako preferowanego mechanizmu śmierci komórkowej przez kompleksy rutenu w warunkach termicznych i fotochemicznych. Uzyskane w ramach realizacji badań wyniki wskazują na wysoki potencjał badanych związków w wykorzystaniu ich jako fotosensybilizatorów w terapii PDT.The aim of this work was the biological characterization of polypyridyl ruthenium complexes of the type [Ru(dip)2L]2+ (where dip – 4,7-difenylo-1,10-phenantroline, dpq – 2,3-bis(2-pyridyl)quinoxaline, dpb – 2,3-bis(2-pyridyl)-benzoquinoxaline, dpq-(CH3)2 – 6,7-dimethylo-2,3-bis(2-pyridyl)quinoxaline) in the context of the use in photodynamic therapy (PDT) of cancer treatment. Cytotoxicity and photocytotoxicity tests were performed on two cell lines: human pancreatic tumor (PANC-1) and mouse colorectal cancer (CT-26). The obtained results showed a significant increase in the cytotoxicity of the complexes after irradiation in relation to the tests conducted in the dark. In addition, by using fluorescent probes, the level of reactive oxygen species generation was determined in cells treated with ruthenium complexes in the dark and after irradiation. In all cases, a strong increase in the production of 1O2, •OH and H2O2 after irradiation was observed. The apoptosis as the preferred mechanism of cell death induced by ruthenium complexes both under thermal and photochemical conditions was verified by flow cytometry. The overall obtained results indicate a high potential of the tested compounds in their use as photosensitizers in PDT therapy