Avaliação comparativa do potencial antitumoral de dois compostos de coordenação de Cu(ll) sintetizados a partir de ligantes contendo uma unidade homopiperazina

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Iniciação Científica

Autores

Vidal Paes, B. (UENF) ; da Silva Terra, W. (IFFLUMINENSE CAMPUS CAMPOS-CENTRO) ; Barreto Silva, M. (UENF) ; Lamounier Camargos Resende, J.A. (UFF - NITERÓI) ; Fernandes, C. (UFSC) ; Horn Junior, A. (UFSC) ; Masahiko Kanashiro, M. (UENF)

Resumo

O câncer é uma doença responsável por mais de 12% de todas as causas de óbito do mundo. Com isso, este trabalho, teve por objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar o potencial antitumoral de dois compostos de coordenação de cobre(ll) sintetizados a partir de ligantes contendo a homopiperazina. Os compostos foram testados quanto a sua viabilidade celular frente às linhagens de células de carcinoma de pulmão (H460) e leucemia (U937) por metabolização do MTT (brometo de 3-(4,5-17-dimetiltiazol-2- il)-2,5-difeniltretazólio). Os resultados mostraram que o composto C2 foi o mais ativo, apresentando valor de IC50 de 45,9 (micromols/mililítros) para a linhagem H460 resistente a cisplatina, o que indica uma forte influência do grupo funcional do ligante na atividade antitumoral dos compostos.

Palavras chaves

Cobre; Atividade antitumoral; Composto de coordenação

Introdução

O câncer é o termo genérico utilizado para um conjunto de doenças que podem afetar muitas partes do corpo, sendo uma das principais causas de morte em todo o mundo. Este conjunto de doenças possui como característica unificadora, a criação de células anormais que crescem além de seus limites naturais de maneira descontrolada, desobedecendo aos processos normais da divisão celular (ALMEIDA et al., 2005 e GUTSCHNER, T. e DIEDERICHS, 2012). Atualmente, existem aproximadamente 200 tipos de cânceres que correspondem aos vários sistemas do corpo e que se diferenciam pela capacidade de invadir tecidos e órgãos, vizinhos ou distantes (ALMEIDA et al., 2005). Estima-se, para o Brasil, biênio 2018-2019, a ocorrência de 600 mil casos novos de câncer, para cada ano (INCA, 2017). Por essa razão, existe um grande interesse no desenvolvimento de compostos com atividades citotóxicas, para sanar, principalmente, o problema da resistência e da toxidez dos medicamentos convencionais (HORN et al., 2000). O cobre é um candidato promissor para síntese de metalofármacos a serem utilizados no tratamento desta doença (FERNANDES et al., 2015). Esse fato é devido aos menores efeitos colaterais que este metal biológico apresenta quando comparado com os medicamentos que contém platina (SPRECKELMEYER et al., 2014). Diante desses fatos, este trabalho tem como objetivo estudar a química de coordenação e a atividade antitumoral de um composto de cobre (C1) contendo o ligante 1,4-bis(propanamida)homopiperazina. Buscando desenvolver um composto com maior atividade antitumoral, relatamos aqui, a síntese, caracterização e atividade antitumoral do composto de coordenação (C2).

Material e métodos

O ligante L1 foi obtido por meio da reação entre a acrilamida (3,4 g, 48 mmol) e a homopiperazina (2,0 g, 20 mmol) em 50 mL de metanol sob refluxo por meio de uma reação de Michael (MATTOS E MARZORATI, 1999) (Figura 1). Para obtenção do ligante L2, foi preciso sintetizar um precursor (PL2), por meio de uma reação entre 2 g (19,96 mmol) de homopiperazina e 3,6 mL (40,00 mmol) de acrilato de metila na presença de 40 mL de metanol sob refluxo, obtendo-se um éster (Figura 1). O éster reagiu com LiOH, em uma reação de hidrólise básica, na temperatura ambiente por 13 dias, gerando o ligante L2 (Figura 1). Os ligantes foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN 1H) (BRUKER, modelo Ascend™ 500) e espectroscopia na região do infravermelho (IV) (SHIMADZU, modelo IRA Infinitty-1). Após caracterização dos ligantes, os mesmos foram complexados à temperatura ambiente. As reações foram realizadas separadamente, de tal modo que 1 mmol de cada ligante reagiu com 1 mmol do cloreto de cobre(ll) dihidratado na presença de metanol como solvente. Por meio dessas reações foram obtidos monocristais azuis de cobre que foram caracterizados por difração de Raios-X, sendo detectadas as estruturas apresentadas Figura 1. Após a síntese e confirmação da obtenção dos ligantes (L1 e L2) e dos compostos de coordenação de cobre(ll) (C1 e C2), foi realizada a avaliação da atividade citotóxica dos compostos frente uma linhagem de linfoma: U937 (linfoma histiocítico) e uma linhagem aderente resistente a cisplatina: H460 (carcinoma de pulmão). As linhagens escolhidas foram descongeladas e testadas quando à sua viabilidade celular por meio da metabolização do MTT (brometo de 3-(4,5-17 dimetiltiazol-2-il)2,5-difeniltretazólio).

Resultado e discussão

Os ligantes e seus compostos de coordenação de Cu(ll) foram obtidos pela rota de síntese apresentada pela Figura 1. Os resultados de IV e RMN ¹H confirmaram a obtenção dos ligantes. IV(L1), v(1/centímetros): NH(amida) (3279 e 3152), carbonila(1667) e C-N(1416). IV(L2), v(1/centímetros): C-O- C(1572 e 1413). RMN¹H(L1) (500 MHz, D2O), deslocamento químico (ppm): 2,57(s), 2,16 (t, J= 7,5), 2,59(t, J=7,5), 2,63(t, J=7,5) e 1,66(q, J=2Hz). RMN¹H (L2) (500 MHz, CD3OD), deslocamento químico (ppm): 2,71(t, J=7,5 Hz), 2,76(m, J=7,5 Hz), 2,31(t, J=7,5 Hz), 1,77(q, J= 7,5 Hz). Os compostos C1 e C2 tiveram sua estrutura molecular confirmada por difração de Raios-X de monocristal (Figura 2) que revelou, para o composto C1, que o íon Cu(ll) está coordenado a uma molécula do ligante (L1) e uma molécula de água. Na célula unitária verifica-se a presença de dois íons cloreto. A geometria do composto C1 é piramidal quadrática, estando o plano equatorial ocupado por dois átomos de nitrogênio do anel diazocíclico e dois oxigênios dos grupos amida que compõem o ligante. A posição axial é ocupada por uma molécula de água. O composto C2 (Figura 2) confirma a obtenção de um composto mononuclear de cobre contendo uma molécula do ligante L2 e uma molécula de água coordenada ao cobre em região apical. O composto apresenta geometria de pirâmide de base quadrada, sendo que a base é formada pelos dois átomos de nitrogênio da homopiperazina e por dois oxigênios dos grupos carboxilatos. Os resultados de IC50 dos compostos e da cisplatina estão apresentados na figura 2. Os compostos C1 e C2 foram mais ativos para a linhagem H460 do que a cisplatina, composto que se encontra atualmente na clínica. O composto C2 foi ainda mais ativo para esta linhagem.

Esquema de síntese para obtenção dos ligantes (L1 e L2) e dos compostos de coordenação (C1 e C2).


Estrutura de Raio-X dos compostos C1 e C2 e valores de IC50 dos compostos C1, C2 e cisplatina.

Conclusões

Os ligantes e os compostos foram obtidos pela rota de síntese empregada, como confirma as técnicas de caracterização realizadas. O composto C2 foi mais ativo para linhagem H460 do que o composto C1, mostrando a influência do grupo funcional terminal do ligante na atividade antitumoral dos compostos. Os dois compostos foram mais ativos do que a cisplatina, composto atualmente utilizado na clínica, frente à linhagem de carcinoma de pulmão (H460). Os compostos apresentam duas vantagens em relação a cisplatina: são mais solúveis em água e economicamente mais viáveis.

Agradecimentos

Agradecemos ao Laboratório de Ciências Químicas do Centro de Ciências e Tecnologia e ao Laboratório de Biologia de Reconhecer do Centro de Biociências e Biotecnologia da UENF.

Referências

ALMEIDA, V. L.; LEITÃO, A.; REINA, L. C. B.; MONTANARI, C. A.; DONNICI, C. L.; LOPES, M. T.P. Câncer e agentes antineoplásicos ciclo-celular específicos e ciclo-celular não específicos que interagem com o DNA: uma introdução. Química Nova, 28: 118-129, 2005;

FERNANDES, C.; HORN JR, A.; LOPES, B. F.; BULL, E. S.; AZEREDO, N. F. B.; KANASHIRO, M. M.; BORGES, F. V.; BORTOLUZZI, A. J.; SZPOGANICZ, B.; PIRES, A.; FRANCO, R. W. A.; ALMEIDA, J. C. A.; MACIEL, L. L. F.; RESENDE, J. A. L. C.; SCHENK, G. Induction of apoptosis in leukemia cell lines by new copper(II) complexes containing naphthyl groups via interaction with death receptors. Journal of Inorganic Biochemistry,153: 68-87, 2015;

GUTSCHNER, T. e DIEDERICHS, S. The hallmarks of cancer: a long non-coding RNA point of view. RNA Biology, 9(6):703-719, 2012;

HORN JR., A. et al. A new dinucleating N,O donor ligand (H2BPClNOL) and the structural and magnetic properties of two diiron complexes with the di-m-alkoxo motif. Jour. Braz. Chem. Soc. 11, 2000, 7;

INCA. Estimativa 2018: incidência de câncer no Brasil. Rio de Janeiro: INCA, 2017. Disponível em: <http://www.inca.gov.br/estimativa/2018/> Acesso em: 8 jul. 2019.

MATTOS, M. C. e MARZORATI, L. Aspectos Mecanísticos da Adição de Michael. Química Nova, 22 (5): 710-714, 1999

SPRECKELMEYER, S.; ORVIG, C. E CASINI, A. Cellular Transport Mechanisms of Cytotoxic Metallodrugs: An Overview beyond Cisplatin. Molecules, 19: 1558415610, 2014;