ESTUDO DO PERFIL DE SOLUBILIDADE E DA ATIVIDADE CITOTÓXICA DO CRISTAL TERNÁRIO DE 1,10-FENANTROLINA E GLICINA COMPLEXADO COM COBRE (II) EM CÉLULAS CANCERÍGENAS HCT-116

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

Oliveira Neto, J.G. (UFMA) ; Abreu, K.R. (UFMA) ; Reis, I.F.S. (UFMA) ; Rodrigues, J.A.O. (UFMA) ; Silva Neto, O.C. (UFMA) ; Santos, A.O. (UFMA)

Resumo

Este trabalho objetivou sintetizar o cristal de 1,10-Fenantrolina e glicina complexado com cobre (II), pelo método de evaporação lenta do solvente, bem como estudar as propriedades estruturais e térmicas, além de realizar experimentos de solubilidade e citotoxicidade com intuito de analisar a ação antitumoral deste sistema. A análise estrutural mostrou que o cristal se cristaliza com 4 moléculas por célula unitária na forma monoclínica. As análises térmicas mostraram que o cristal apresenta um processo de desidratação por volta de 333 K, seguido da decomposição dos materiais orgânicos. Verificou-se uma boa solubilidade do cristal em meio aquoso, assim como um resultado promissor de citotoxicidade.

Palavras chaves

Câncer; Cristal; Cobre

Introdução

O câncer é um grupo de doenças na qual células anormais se dividem e aumentam de forma descontrolada, invadindo o tecido do corpo. Este processo é produto de mutação que ocorre no DNA (NEIDLE; THURSTON, 2005). Atualmente poucos tratamentos se mostram eficazes, pois agentes neoplásicos que são medicamentos que induzem apoptose nas células cancerígenas tornam-se tóxicos a células sadias (HURLEY, 2002). Esta é a principal finalidade que demanda a busca por um material antitumoral, visto que estes possuem a capacidade de retardar a divisão celular (ROSENBERG; VANCAMP, 1970). Baseado na demanda por antitumorais é notório o beneficiamento na área da oncologia devido a introdução de complexos metálicos neste ramo medicinal, tendo como finalidade a terapia clínica no tratamento do câncer (FONTES; ALMEIDA; NADER, 1997). Esta proposta além de ser inovadora, apresenta-se promissora por causa de estudos que mostraram que pacientes ao utilizarem antitumorais de platina apresentaram um aumento de sobrevida. Este sucesso desencadeou uma gama de estudos em compostos organometálicos visando aplicação para tratamentos de câncer (SILVA et al., 2010). Neste âmbito, sintetizar complexos metálicos com aminoácidos e compostos polipiridínicos, como é o caso da 1,10-fenantrolina e da glicina, tem atraído atenção dos cientistas, uma vez que estes compostos possuem a capacidade de atuar como quelantes e interagir com o DNA (WILLIAMS, 1953). Assim, motivado por este contexto, este estudo visou a obtenção de cristais de 1,10-fenantrolina e glicina complexados com cobre II para atividade antitumoral. O material foi caracterizado por difração de raios X e análises térmicas. Foi avaliado ainda, o perfil de solubilidade desse sistema, bem como a atividade citotóxica em células cancerígenas (HCT-116).

Material e métodos

Síntese do cristal – A amostra foi sintetizada pelo método de evaporação lenta do solvente com proporção equimolar para os reagentes, 1,10- Fenantrolina, glicina e CuCl2•2H2O. Estes foram homogeneizados durante 5 horas em agitação magnética. Ao final, a solução formada foi mantida na estufa à temperatura constante de 35 °C. Caracterizações e Testes biológicos: Difração de raios X - O cristal foi levado a um Difratômetro (Rigaku. Miniflex II). As análises foram feitas no intervalo angular (2θ), de 5º a 45º, com velocidade de passo de 0,02, e tempo de aquisição de 2 s/passo. O dado obtido foi refinado pelo método Rietveld. Análises Térmicas – Para estudo da amostra em função da temperatura utilizou-se um analisador termogravimétrico da Shimadzu, DTG-60, com cadinho de alumínio, numa atmosfera N com fluxo de 100 mL/min, com razão de aquecimento de 10ºC/min. Perfil de Solubilidade - Preparou-se uma solução supersaturada em 100 mL de água deionizada, no qual foram retiradas alíquotas em intervalos de tempos pré-determinados e realizada a leitura em um comprimento de onda de 606 nm, usando o espectrômetro UV-Vis (UV/VIS/NIR/UV, Thermo Scientific). Além disso, preparou-se uma curva padrão baseada na associação entre concentrações conhecidas do cristal e suas absorbâncias em 606 nm. Atividade Citotóxica - Foram plaqueadas 0,6x10^4 células HCT-116, por poço, em placas de 96 poços (5x10^4 células/mL - 200 uL de meio). Após 24 horas, o cristal foi adicionado em concentrações de 50 uM, em duplicata e incubado por 72 horas. O sobrenadante foi removido, e após a secagem da placa, o precipitado contendo azul de formazam foi dissolvido em 150 uL de dimetilsulfóxido, e a absorbância foi medida a 570 nm no espectrômetro UV-Vis.

Resultado e discussão

Baseado no difratograma (Fig. 1(a)) refinado pelo método Rietveld, foi observado que o material cristaliza-se em um sistema monoclínico (grupo espacial P21/n) contendo quatro moléculas por célula unitária (Z=4), com os seguintes parâmetros de rede: a= 7,041 (7) Å, b= 12,246 (1) Å e c= 20,194 (2) Å, e ângulo β= 94,869 (1) °. Por meio das análises térmica foi observado na curva TG (Fig. 1(b)), um evento que ocorre entre 320 a 393 K que pode ser atribuído à saída da água de cristalização do material, correspondendo a uma perda de 15,5% da massa inicial. Esta decomposição equivale à saída de três moléculas de água presentes no complexo formado, que corresponde a uma massa de 63,13 g/mol. Os demais eventos caracterizam a decomposição dos compostos orgânicos do cristal. Os resultados obtidos no estudo da solubilidade (Fig. 2(a)) mostraram que o cristal apresenta uma solubilidade inicial de 0,05782 g/L (57,82 mg/mL) e posteriormente segue com aumentos gradativos ao longo de 240 minutos, alcançando seu ponto de equilíbrio em 180 minutos com solubilidade máxima de 0,10556 g/L (105,55 mg/mL). De acordo com os dados obtidos através do ensaio de citotoxicidade (Fig. 2(b)), verificou-se que a IC50 para células HCT-116 foi de 3,73 uM. Quando comparado a outras substâncias antineoplásicas descritas na literatura, o cristal de cobre apresentou um resultado bastante promissor no que diz respeito à atividade citotóxica, comprovando a atividade antitumoral deste sistema cristalino.

(a) Padrão de DRX refinado pelo método Rietveld. (b) Curvas TG-DTA.


(a) Perfil de solubilidade. (b) Ensaio de citotoxicidade.

Conclusões

O cristal foi crescido pelo método de evaporação lenta do solvente com sucesso após 7 dias. A difração de raios X comprovou a cristalinidade desse sistema, apresentando a forma monoclínica com simetria P21/n. As análises térmicas mostraram que o material apresenta uma variabilidade estrutural quando relacionado ao aumento de temperatura, saindo da forma hidratada para a anidra. O teste de solubilidade mostrou um resultado satisfatório solubilidade máxima de 0,10556 g/L em 180 min. O ensaio de citotoxicidade mostrou a atividade antitumoral do cristal, com IC50= 3,73 uM para células HCT-116.

Agradecimentos

Os autores agradecem aos órgãos CAPES, FAPEMA e CNPq pelo apoio científico e financeiro e também ao PPGCM-UFMA e ao Laboratório LDRX.

Referências

FONTES, Ana Paula Soares; ALMEIDA, SG de; NADER, LA de. Compostos de platina em quimioterapia do câncer. Química Nova, v. 20, n. 4, p. 398-406, 1997.

HURLEY, Laurence H. DNA and its associated processes as targets for cancer therapy. Nature Reviews Cancer, v. 2, n. 3, p. 188, 2002.

NEIDLE, Stephen; THURSTON, David E. Chemical approaches to the discovery and development of cancer therapies. Nature Reviews Cancer, v. 5, n. 4, p. 285, 2005.

ROSENBERG, Barnett; VANCAMP, Loretta. The successful regression of large solid sarcoma 180 tumors by platinum compounds. Cancer Research, v. 30, n. 6, p. 1799-1802, 1970.

SILVA, Priscila P. et al. Platinum (II) compounds of tetracyclines as potential anticancer agents: cytotoxicity, uptake and interactions with DNA. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 21, n. 7, p. 1237-1246, 2010.

WILLIAMS, Robert JP. Metal ions in biological systems. Biological Reviews, v. 28, n. 4, p. 381-412, 1953.