Investigation of cytotoxicity of palladium(II) complexes with thiazole derivatives as ligands on prostate tumor cells in vitro

Biološki aktivne supstance koje u svojoj strukturi sadrže metale su budućnost antitumorske terapije. Kompleksi metala u zavisnosti od svoje strukture i hemijskih osobina pokazuju manji ili veći stepen antitumorskog efekta na različite ispitivane ćelijske linije. Supstance koje u svojoj strukturi sadrže metal paladijum su pokazale veoma jako antitumorsko dejstvo na cisplatin-rezistentne tumorske ćelijske linije. Svrha, odnosno cilj naše studije je bio da detaljno testiramo biološki efekat pet Pd(II) kompleksa (obeleženih kao C1-C5) i odgovarajućih liganada (obeleženih kao L1-L5), na tumorske ćelije humanog karcinoma prostate PC-3 i DU-145 kao i na ćelijskoj liniji maligno neizmenjenih fibroblasta MRC-5. Kao metode za određivanje biološke aktivnosti Pd(II) kompleksa i odgovarajućih liganada koristili smo MTT test, Annexin V/PI test, analizu ćelijskog ciklusa primenom PI bojenja i analizu ključnih proteina apoptoze. Obradom i detaljnom analizom dobijenih rezlutata pokazano je da svi testirani Pd(II) kompleksi demonstriraju veoma jak i antitumorski efekat na PC-3 i DU-145 ćelijske linije in vitro. Takođe, prethodno pomenuti kompleksi su ispoljili veoma slab antitumorski efekat na maligno neizmenjene fibroblaste MRC-5, čime je jasno pokazana visoka selektivnost testiranih supstanci. Ispitivani ligandi L1-L5 su pokazali veoma slab antitumorski efekat na svim testiranim ćelijskim linijama, čime je jasno dokazana ključna uloga paladijuma. Dalje, testirani, Pd(II) kompleksi smanjuju vijabilnost PC-3 i DU-145 na dva načina, indukovanjem procesa apoptoze ili zastojem u različitim fazama ćelijskog ciklusa. Preciznije, ispitivani Pd(II) kompleksi indukuju unutrašnji mitohondrijalni put, povećavajući relatisni odnos Bax/Bcl-2, a zatim indukujući aktivaciju kaspaze-3.Biologically active substances that contain metals in their structure are the future of antitumor therapy. Depending on their structure and chemical properties, metal complexes show a lower or higher degree of antitumor effect on the different tested cell lines. Substances that contain palladium metal in their structure have shown a very strong antitumor effect on cisplatin-resistant tumor cell lines. Our study aimed to test in detail the biological effect of five Pd(II) complexes (marked as C1-C5) and the corresponding ligands (marked as L1-L5) on PC-3 and DU-145 human prostate cancer tumor cells. as well as on the MRC-5 fibroblast cell line without malignant changes. As methods for determining the biological activities of Pd(II) complexes and corresponding ligands, we used the MTT test, Annexin V/PI test, cell cycle analysis using PI staining, and analysis of key apoptotic proteins. Results showed that all tested Pd(II) complexes demonstrated a very strong antitumor effect on PC-3 and DU-145 cell lines in vitro. Also, the previously mentioned complexes exhibited insignificant antitumor effects on non-cancerous MRC-5 fibroblasts, which demonstrated the high selectivity of the tested substances. The tested ligands L1-L5 showed an insignificant antitumor effect on all tested cell lines, thus clearly proving the key role of palladium. Furthermore, the tested Pd(II) complexes reduce the viability of PC-3 and DU-145 in two ways, by inducing the process of apoptosis or by keeping them in different phases of the cell cycle. More precisely, the tested Pd(II) complexes induce the inner mitochondrial pathway of apoptosis, increasing the relative ratio of Bax/Bcl-2 proteins, and then inducing the activation of caspase-3