TELES, Catherine Morais. Caracterização e investigação biológica de complexos de Ir(III) com potencial atividade anticancerígena. 2016. 125 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-05-03T20:04:51Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_cmteles.pdf: 5780724 bytes, checksum: e55845e97728a606f266efc4f7b207dd (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-05-18T23:06:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_cmteles.pdf: 5780724 bytes, checksum: e55845e97728a606f266efc4f7b207dd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T23:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_cmteles.pdf: 5780724 bytes, checksum: e55845e97728a606f266efc4f7b207dd (MD5) Previous issue date: 2016 / Currently, most metallodrugs used in anticancer treatment are platinum-based complexes. Despite their clinical success, these complexes have restrictions such as, high toxicity causing side effects and resistance to some cancer cell lines. These issues stimulated the search for new metals with different mechanisms of action. In this study, nine (9) organometallic complexes of Ir (III) of the type [Cp * Ir (XY) Z]0/+/+2, where XY = bipyridine, phenanthroline, dipyridophenazine and phenylpyridine and Z = NO2-, indazole and 7-azaindole were synthesised. These compounds were prepared aiming to modulate the cytotoxicity by structural replacements, which were investigated for anti-cancer activity in a screening using three cancer cell lines. Interestingly, three iridium complexes containing distinct chelating ligands did not show any enhancement on anti-cancer activity using as a NO2- ligand. However, for the complex containing dipyridophenazine (dppz) as a chelating agent, it was observed almost double of cytotoxic activity in all cancer cell lines when compared with already active precursor containing chloride. Beside those results, using 7-azaindole as Z ligand, it was observed moderate activity and much higher when compared with inactive precursor containing chloride and also analogous containing indazole. Aiming to understand the mechanism of action for these complexes, it was investigated, preliminarily, DNA as a molecular target. Both complexes containing dppz as chelating ligand showed nuclease activity using plasmid DNA monitored by agarose gel electrophoresis, and also an enhanced activity when subjected to ultraviolet light irradiation (290nm) for 30 minutes. The complex 1-ain had also its interaction with DNA investigated by agarose gel electrophoresis, but it did not show similar differences with indazole or any expressive activity. So, it is possible to expect a different biological target to explain its expressive increase in cytotoxicity. A complex containing 7-azaindole and dppz chelator was synthesized (3-ain) exhibiting nuclease activity, hypochromic effect upon titration with CT-DNA and displacement of ethidium bromide bound to CT-DNA supporting a possible mode of interaction to DNA through intercalation. All together these results support our structural strategy can generate new anti-cancer agents. / Atualmente a maioria dos metalofármacos utilizados no tratamento anticâncer são complexos de platina. Apesar do sucesso clínico, esses complexos possuem restrições como toxicidade alta, causando efeitos colaterais e resistência de algumas linhagens cancerígenas, logo a busca por novos metais a serem utilizados com diferentes mecanismos de ação se faz necessária. Neste trabalho, foram sintetizados 9 complexos organometálicos de Ir(III), do tipo [Cp*Ir(XY)Z]0/+/+2 , em que XY= bipiridina, fenantrolina, dipiridofenazina e fenilpiridina e Z=NO2-, indazol e 7-azaindol. Procurava-se regular a citotoxicidade através das substituições estruturais, para isso, foi realizado um screening anticâncer em 3 linhagens celulares cancerígenas. A substituição do ligante NO2- não se mostrou promissora em combinação com 3 dos quelantes destacados, mas para o complexo contendo o quelante dipiridofenazina (dppz) observou-se quase o dobro de atividade em todas as linhagens cancerígenas quando comparado ao precursor já ativo contendo o ligante cloreto. Uma substituição também promissora foi com o ligante 7-azaindol, apesar de sua semelhança estrutural com o ligante indazol (complexo 1-ain), o composto contendo 7-azaindol e o quelante bipiridina (complexo 3-ain), apresentou atividade moderada e muito superior ao seu precursor inativo contendo cloreto e o análogo contendo indazol. Para se entender o possível mecanismo de ação dos complexos, investigou-se preliminarmente o DNA como alvo molecular. Os dois complexos contendo dppz mostraram atividade nuclease, observados com DNA plasmidial por eletroforese em gel de agarose, e tiveram essa atividade intensificada quando submetidos a irradiação de luz ultravioleta branda (290nm) por 30 minutos. O complexo 3-ain apresentou ainda efeito hipocrômico em titulação com CT-DNA e foi capaz de efetivamente competir com o brometo de etídio em titulação fluorimétrica, sugerindo interação ao DNA através de intercalação. Por outro lado, o complexo 1-ain não apresentou diferenças significativas e nem atividade citotóxica expressiva, logo, espera-se que haja um alvo biológico diferente que justifique o aumento significativo de sua atividade. Desta forma, este trabalho identificou uma rota estratégica para desenvolver novos agentes anticâncer a base de irídio que merecerem posteriores estudos.

Os óleos lubrificantes utilizados nos diferenciais de veículos comerciais, do tipo SAE 90 API GL-5, sob condições extremas de trabalho, para o qual o diferencial não foi projetado, por exemplo (estradas com má conservação, excesso de carga, eixo não apropriado para determinados usos, etc.) se degradam, impossibilitando a identificação do tipo de óleo lubrificante, aplicado originalmente e dificultando a avaliação correta em um processo de garantia ou de assistência técnica. A adição de\"tracer\" (substância organometálica) ao óleo lubrificante do diferencial, desde que o mesmo seja estável em condições extremas de trabalho, pode indicar qual a sua formulação. O estudo da estabilidade do \"tracer\" no óleo é feito utilizando o aparelho de quatro esferas, no qual a propriedade antidesgaste é avaliada através de um ensaio força do de degradação do óleo lubrificante, onde se medem o desgaste da calota da esfera, a rugosidade e a temperatura gerada durante o ensaio. A propriedade de extrema pressão do óleo lubrificante é avaliada pelo ensaio de extrema pressão DIN 51350. Em ambos os casos, são adicionadas proporções variadas de \"tracer\" e comparados os resultados dos mesmos, com aqueles obtidos anteriormente sem a sua utilização. / The used oil in differential of commercial vehicles, like type SAE 90 API GL-5, in extreme work conditions - for which the differential was not projected (for example highways with bad conservation, load excess, axis not adapted for certain uses, etc.) - degrades and cease the condition to identify the type of oil (formulation) originally applied, eliminating the correct evaluation in a warranty process, or the technical attendance. The \"tracer\" addition (substance organometallic) to the lubricant oil at the differential - since it is stable to extreme work conditions - can indicate the type of used formulation. The study of the \"tracer\" stability in the oil is made with the four-ball-device, in which the property is evaluated, through a forced test of the lubricant oil degradation, on which is measured the wear from the concave sphere, roughness and the temperature, generated during the test. The property to extreme pressure of the lubricant oil (formulation) is evaluated by the extreme pressure test accordingly to DIN 51350. In both cases varied \"tracer\" proportions are added and the results compared with the same ones obtained previously without the \"tracer\".

Os óleos lubrificantes utilizados nos diferenciais de veículos comerciais, do tipo SAE 90 API GL-5, sob condições extremas de trabalho, para o qual o diferencial não foi projetado, por exemplo (estradas com má conservação, excesso de carga, eixo não apropriado para determinados usos, etc.) se degradam, impossibilitando a identificação do tipo de óleo lubrificante, aplicado originalmente e dificultando a avaliação correta em um processo de garantia ou de assistência técnica. A adição de\"tracer\" (substância organometálica) ao óleo lubrificante do diferencial, desde que o mesmo seja estável em condições extremas de trabalho, pode indicar qual a sua formulação. O estudo da estabilidade do \"tracer\" no óleo é feito utilizando o aparelho de quatro esferas, no qual a propriedade antidesgaste é avaliada através de um ensaio força do de degradação do óleo lubrificante, onde se medem o desgaste da calota da esfera, a rugosidade e a temperatura gerada durante o ensaio. A propriedade de extrema pressão do óleo lubrificante é avaliada pelo ensaio de extrema pressão DIN 51350. Em ambos os casos, são adicionadas proporções variadas de \"tracer\" e comparados os resultados dos mesmos, com aqueles obtidos anteriormente sem a sua utilização. / The used oil in differential of commercial vehicles, like type SAE 90 API GL-5, in extreme work conditions - for which the differential was not projected (for example highways with bad conservation, load excess, axis not adapted for certain uses, etc.) - degrades and cease the condition to identify the type of oil (formulation) originally applied, eliminating the correct evaluation in a warranty process, or the technical attendance. The \"tracer\" addition (substance organometallic) to the lubricant oil at the differential - since it is stable to extreme work conditions - can indicate the type of used formulation. The study of the \"tracer\" stability in the oil is made with the four-ball-device, in which the property is evaluated, through a forced test of the lubricant oil degradation, on which is measured the wear from the concave sphere, roughness and the temperature, generated during the test. The property to extreme pressure of the lubricant oil (formulation) is evaluated by the extreme pressure test accordingly to DIN 51350. In both cases varied \"tracer\" proportions are added and the results compared with the same ones obtained previously without the \"tracer\".

Análogos da timidina têm sido marcados com diferentes radioisótopos devido ao seu potencial em monitorar a proliferação incontrolável de células. Considerando que o radioisótopo tecnécio-99m mantém ainda uma posição privilegiada devido às suas propriedades químicas e nucleares, este trabalho constituiu-se do desenvolvimento de uma nova técnica de marcação da timidina com o 99mTc, mediante o emprego de complexos organometálicos. Os objetivos do trabalho foram: a síntese do complexo organometálico carbonil-tecnécio-99m; marcação da timidina com este complexo precursor; avaliação da estabilidade; e avaliações radioquímicas e biológicas com animais sadios e portadores de tumor. A preparação do complexo precursor, utilizando o gás CO foi de fácil execução, assim como a marcação da timidina com este precursor, obtendo-se uma pureza radioquímica ≥ 97% e ≥ 94%, respectivamente. Sistemas cromatográficos com bons níveis de confiabilidade foram utilizados, podendo qualificar e quantificar as espécies radioquímicas. O resultado do estudo in vitro da lipofilicidade revelou que o a timidina radiomarcada é hidrofílica, com um coeficiente de partição (log P) de -1,48. O complexo precursor e a timidina radiomarcada apresentaram boa estabilidade radioquímica em até 6 h em temperatura ambiente. A estabilidade com soluções de cisteína e histidina apresentaram perdas entre oito e onze pontos percentuais para concentrações de até 300 mM. Os ensaios de biodistribuição em camundongos sadios indicaram que a timidina radiomarcada apresentou uma rápida depuração sangüínea e baixa captação nos demais órgãos, com predominância de excreção da droga pelo sistema urinário e hepatobiliar. A captação tumoral foi baixa, apresentando valores de 0,28 e 0,18 %DI/g para tumor de pulmão e mama, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem mais investigações em outros modelos tumorais ou a modificação da estrutura da molécula orgânica que atua como ligante. / Thymidine analogs have been labeled with different radioisotopes due to their potential in monitoring the uncontrollable cell proliferation. Considering that the radioisotopes technetium-99m still keep a privileged position as a marker due to its chemical and nuclear properties, this dissertation was constituted by the developed of a new technique of labeling of thymidine analog with 99mTc, by means of the organometallic complex. The aims of this research were: synthesis of the organometallic complex technetium-99m-carbonyl, thymidine labeling with this precursor, evaluation of stability, and radiochemical e biological evaluation with healthy and tumor-bearing animals. The preparation of the organometallic precursor, using the CO gas, was easily achieved, as well as the labeling of thymidine with this precursor, resulting itself a radiochemical pureness of ≥ 97% and ≥ 94%, respectively. Chromatography systems with good levels of trustworthiness were used, ensuring the qualification and quantification of the radiochemical samples. The result of in vitro testing of lipophilicity disclosed that the radiolabeled complex is hydrophilic, with a partition coefficient (log P) of -1.48. The precursor complex and the radiolabeled have good radiochemical stability up to 6 h in room temperature. The cysteine and histidine challenge indicated losses between 8 and 11% for concentrations until 300 mM. The biodistribution assay in healthy mice revealed rapid blood clearance and low uptake by general organs with renal and hepatobiliary excretion. The tumor concentration was low with values of 0.28 and 0.18 %ID/g for lung and breast cancer, respectively. The results imply more studies in other tumor models or the modification of the structure of the organic molecule that act like ligand.

Análogos da timidina têm sido marcados com diferentes radioisótopos devido ao seu potencial em monitorar a proliferação incontrolável de células. Considerando que o radioisótopo tecnécio-99m mantém ainda uma posição privilegiada devido às suas propriedades químicas e nucleares, este trabalho constituiu-se do desenvolvimento de uma nova técnica de marcação da timidina com o 99mTc, mediante o emprego de complexos organometálicos. Os objetivos do trabalho foram: a síntese do complexo organometálico carbonil-tecnécio-99m; marcação da timidina com este complexo precursor; avaliação da estabilidade; e avaliações radioquímicas e biológicas com animais sadios e portadores de tumor. A preparação do complexo precursor, utilizando o gás CO foi de fácil execução, assim como a marcação da timidina com este precursor, obtendo-se uma pureza radioquímica ≥ 97% e ≥ 94%, respectivamente. Sistemas cromatográficos com bons níveis de confiabilidade foram utilizados, podendo qualificar e quantificar as espécies radioquímicas. O resultado do estudo in vitro da lipofilicidade revelou que o a timidina radiomarcada é hidrofílica, com um coeficiente de partição (log P) de -1,48. O complexo precursor e a timidina radiomarcada apresentaram boa estabilidade radioquímica em até 6 h em temperatura ambiente. A estabilidade com soluções de cisteína e histidina apresentaram perdas entre oito e onze pontos percentuais para concentrações de até 300 mM. Os ensaios de biodistribuição em camundongos sadios indicaram que a timidina radiomarcada apresentou uma rápida depuração sangüínea e baixa captação nos demais órgãos, com predominância de excreção da droga pelo sistema urinário e hepatobiliar. A captação tumoral foi baixa, apresentando valores de 0,28 e 0,18 %DI/g para tumor de pulmão e mama, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem mais investigações em outros modelos tumorais ou a modificação da estrutura da molécula orgânica que atua como ligante. / Thymidine analogs have been labeled with different radioisotopes due to their potential in monitoring the uncontrollable cell proliferation. Considering that the radioisotopes technetium-99m still keep a privileged position as a marker due to its chemical and nuclear properties, this dissertation was constituted by the developed of a new technique of labeling of thymidine analog with 99mTc, by means of the organometallic complex. The aims of this research were: synthesis of the organometallic complex technetium-99m-carbonyl, thymidine labeling with this precursor, evaluation of stability, and radiochemical e biological evaluation with healthy and tumor-bearing animals. The preparation of the organometallic precursor, using the CO gas, was easily achieved, as well as the labeling of thymidine with this precursor, resulting itself a radiochemical pureness of ≥ 97% and ≥ 94%, respectively. Chromatography systems with good levels of trustworthiness were used, ensuring the qualification and quantification of the radiochemical samples. The result of in vitro testing of lipophilicity disclosed that the radiolabeled complex is hydrophilic, with a partition coefficient (log P) of -1.48. The precursor complex and the radiolabeled have good radiochemical stability up to 6 h in room temperature. The cysteine and histidine challenge indicated losses between 8 and 11% for concentrations until 300 mM. The biodistribution assay in healthy mice revealed rapid blood clearance and low uptake by general organs with renal and hepatobiliary excretion. The tumor concentration was low with values of 0.28 and 0.18 %ID/g for lung and breast cancer, respectively. The results imply more studies in other tumor models or the modification of the structure of the organic molecule that act like ligand.

This thesis is focused on the unexplored field of organometallic copper(III) chemistry. Arylcopper(III) complexes have been proposed as key intermediates in Ullmann condensation reactions that consist in the coupling of aryl halides and heteroatom nucleophiles catalyzed by copper. The study of the reactivity of well-defined arylcopper(III) complexes may provide a better understanding of the mechanism of Ullmann condensation reactions, which is still under intense debate. In this doctoral dissertation we study the feasibility of well-defined arylcopper(III) complexes, which are stabilized within macrocyclic ligands, to participate in C-heteroatom bond forming reactions. We develop copper-catalyzed C-N and C-O bond forming reactions, as well halide exchange reactions, including fluorinations, based on Cu(I)/Cu(III) catalytic cycle within model aryl halide substrates. We uncover the fundamental understanding of the two-electron redox steps, oxidative addition and reductive elimination, at copper. / Aquesta tesi es centra en el camp de la química organometàl•lica del coure(III) que roman sense explorar. Els complexos arilcoure(III) s'han proposat com a intermedis clau en les reaccions de condensació Ullmann que consisteixen en l'acoblament d'halurs d'arils i nucleòfils basats en heteroàtoms catalitzades amb coure. L'estudi de la reactivitat de complexos arilcoure(III) ben definits pot proporcionar una millor comprensió del mecanisme de les reaccions de condensació Ullmann, el qual es troba sota un intens debat. En aquesta tesi doctoral s'estudia la viabilitat del complexos arilcoure(III), estabilitzats en lligands macrocíclics, de participar en reaccions de formació d'enllaç carboni-heteroàtom. S'han desenvolupat reaccions de formació d'enllaç C-N i C-O així com reaccions d'intercanvi d'halurs, on s'inclouen fluoracions, catalitzades amb coure i basades en un cicle catalític Cu(I)/Cu(III) utilitzant substrats models d'halur d'aril. S'ha obtingut una comprensió fonamental de les etapes redox a dos electrons, addició oxidant i eliminació reductiva, en coure.