In vitro study of citotoxic and antibacterial activity of triazenide and benzotriazenide-one complexes of Au(I) and Cu(II)

Nowadays, the neoplastic diseases and bacterial infections caused by multidrug-resistant (MDR) microorganisms are ascending worldwide, representing great problems to public health. Thus, new antitumor and antimicrobial agents have been largely investigated. In this regard, metallodrugs open an array of possibilities, which traditional organic molecules cannot fulfill any longer due to growing drug resistance. For this reason, the present study aimed to evaluate the in vitro biological potential of four new metal complexes containing gold(I) or copper(II) íons: [(L)Au(PPh3)], where PPh3 = triphenylphosphane and HL = 1-(4-amidophenyl)-3-(4-acetylphenyl)triazene; [(L)2(Py)2(OH2)Cu(II)], [(bipy)2(L)4Cu(II)2] and [(Phen)2(L)4Cu(II)2], where Py = pyridine; bipy = 2,2’-bipyridine, phen = 1,10-phenanthroline and HL = 1,2,3-benzotriazine-4(3H)-one. So, after characterization by means of spectroscopic techniques and single-crystal X-ray diffraction, these compounds were evaluated for their cytotoxic (IC50 values – concentration that causes 50% inhibition in the cell growing compared to control) and antibacterial (MIC values – Minimal Inhibitory Concentration) in vitro activities. Cytotoxic effects of compounds on bone marrow cells from untreated patients with suspected hematological malignancies were investigated by cytotoxicity assay, using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) as reagent. The antibacterial properties of these complexes against potentially pathogenic bacterial strains were evaluated by the Mueller-Hinton broth microdilution method. In addition, Cu(II) complexes were tested for their cytotoxix potential towards tumor cell lines (K562, MCF-7 and B16F10), as well as one non tumor cell (Vero) by MTT assay. The results obtained for [(L)Au(PPh3)] showed that this Au(I) triazenide complex was strongly cytotoxic on cells from patient with myelodysplastic syndrome (IC50 = 7.72 μM) and presented distinguished activity against Gram-positive bacterial strains, including MDR microorganisms. In turn, dinuclear Cu(II) complex containing phen co-ligands in coordination sphere [(Phen)2(L)4Cu(II)2] showed considerable cytotoxic effects on tumor cells (up to 16 times bigger than the one obtained to the metallodrug Cisplatin). This complex was highly cytotoxic on B16F10 melanoma (IC50 = 4.37 μM) and MCF-7 breast cancer (IC50 = 6.16 μM) lineages, as well as on bone marrow samples, especially from patients with chronic myeloid leukemia (IC50 = 7.76 μM) and myeloproliferative syndrome (IC50 = 7.01 μM). Remarkably, both Cu(II) complexes containing bipy or phen co-ligands presented antibacterial effects against Gram-positive and Gram-negative strains. Therefore, these findings clearly indicate that [(L)Au(PPh3)] and [(Phen)2(L)4Cu(II)2] have promising in vitro cytotoxic and antibacterial properties.Nos dias atuais, há uma crescente ascensão das doenças neoplásicas e das infecções bacterianas ocasionadas por microrganismos multirresistentes em todo o mundo, representando grandes problemas para a saúde pública. Dessa forma, novos agentes antineoplásicos e antibacterianos têm sido extensivamente investigados. Notavelmente, os metalofármacos são reconhecidos por apresentarem inúmeras possibilidades, as quais são escassas para compostos orgânicos tradicionais, devido ao aumento da resistência a medicamentos contendo tais moléculas. Por estes motivos, o presente estudo teve como propósito avaliar o potencial biológico in vitro de quatro novos complexos metálicos contendo átomos de ouro(I) ou cobre(II): [(L)Au(PPh3)], onde PPh3 = trifenilfosfina e HL = 1-(4-amidofenil)-3-(4-acetilfenil)triazeno; [(L)2(Py)2(OH2)Cu(II)], [(Bipy)2(L)4Cu(II)2] e [(Phen)2(L)4Cu(II)2], onde Py = piridina; Bipy = 2,2’-bipiridina, Phen = 1,10-fenantrolina e HL = 1,2,3-benzotriazina-4(3H)-ona. Assim, após a caracterização por técnicas espectroscópicas e difração de raios X em monocristal, estes compostos foram avaliados in vitro quanto a sua atividade citotóxica (valores de CI50 - concentração que causa 50% de inibição no crescimento celular comparada ao controle) e antibacteriana (valores de CIM - concentração inibitória mínima). Os efeitos citotóxicos dos compostos frente a células de medula óssea de pacientes não tratados, com suspeita de malignidades hematológicas, foram investigados por meio de ensaio de citotoxicidade, utilizando o reagente brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT). As propriedades antibacterianas destes complexos foram avaliadas frente a diferentes cepas bacterianas potencialmente patogênicas, utilizando o método de microdiluição em caldo Mueller Hinton. Além disso, os complexos de Cu(II) foram testados quanto ao seu potencial citotóxico em linhagens celulares tumorais (K562, MCF-7 e B16F10) e linhagem celular não tumoral (VERO), por meio do ensaio com MTT. Os resultados obtidos para [(L)Au(PPh3)] demostraram que este complexo triazenido de Au(I) foi citotóxico frente a células de paciente com síndrome mielodisplásica (CI50 = 7,72 μM) e apresentou atividade expressiva frente a cepas bacterianas Gram positivas, incluindo microrganismos multirresistentes. Por sua vez, o complexo dinuclear de Cu(II) contendo co-ligantes phen na esfera de coordenação [(Phen)2(L)4Cu(II)2] apresentou elevada citotoxicidade em células tumorais (até 16 vezes maior do que a obtida para o metalofármaco Cisplatina), sendo altamente citotóxico nas linhagens de melanoma murino B16F10 (CI50 = 4,37 μM) e adenocarcinoma de mama MCF-7 (CI50 = 6,16 μM), bem como em amostras de pacientes com leucemia mieloide crônica (CI50 = 7,76 μM) e síndrome mieloproliferativa (CI50 = 7,01 μM). Interessantemente, ambos os complexos de Cu(II) contendo co-ligantes bipy ou phen apresentaram atividade antibacteriana frente a cepas Gram positivas e Gram negativas. Por conseguinte, estas conclusões indicam claramente que [(L)Au(PPh3)] e [(Phen)2(L)4Cu(II)2] possuem promissoras propriedades citotóxicas e antibacterianas in vitro