As tiossemicarbazonas têm despertado grande interesse farmacológico por causa de suas
propriedades biológicas, tais como a atividade citotóxica contra várias linhagens de
tumores humanos. A maioria destes compostos sintetizados é baseada na piridina, por
causa da sua semelhança a metabólitos piridoxal que estão presentes na co-enzima B6.
Os objetivos deste estudo foram a caracterização do efeito antitumoral de
tiossemicarbazonas derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e 2-
piridinoformamida e o desenvolvimento de um radiofármaco baseado num complexo
metálico de tiossemicarbazona para aplicação na tomografia por emissão de pósitron
(PET).
Na primeira fase deste trabalho foram sintetizadas vinte e uma tiossemicarbazonas,
derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e 2-piridinoformamida, bem como seus
complexos metálicos (Sn, Ga e Cu), para se avaliar seus potenciais citotóxicos e
antiproliferativos in vitro sobre células de tumores cerebrais e mamários. Nossos
resultados mostraram que todas tiossemicarbazonas testadas apresentaram potente efeito
citotóxico e antiproliferativo contra linhagens de células de glioblastoma multiforme e
carcinoma de mama, com valores de IC50 (concentração do composto que produziu 50%
de morte celular) na ordem de nanomolar. Além disso, foram observadas alterações
morfológicas como arredondamento celular, redução do volume citoplasmático e
condensação da cromatina, característicos do mecanismo apoptótico. O cloreto de cobre
foi usado como controle e apresentou o valor da IC50 na ordem de milimolar, indicando
que a complexação do cobre com tiossemicarbazona foi capaz de aumentar mais de 1
milhão de vezes a potência antitumoral deste metal.
Na segunda etapa deste trabalho, devido a potente atividade antitumoral das
tiossemicarbazonas derivadas de N(4)-metil-toluil-2-acetilpiridina e das excelentes propriedades do 64Cu (T1/2= 12,7 h, decaimento por β+, β- e EC) foi desenvolvido um
novo agente de imagem (radiofármaco) para detecção de tumores através da PET. Os
radiofármacos foram produzidos no reator nuclear TRIGA-IPR-R1 do CDTN, via reação
de captura neutrônica 63Cu(n, y)64Cu, do complexo de cobre N(4)-orto-toluil-2-
acetilpiridina tiossemicarbazona (Culac). A maior atividade específica induzida foi 5,55
MBq/mg. Depois de irradiadas, as amostras de 64Culac foram analisadas por
espectroscopia de absorção no infravermelho (IV) para se avaliar a integridade estrutural
química. Todos os compostos irradiados mantiveram sua estrutura química íntegra. Em
seguida, foi avaliada a manutenção da atividade antitumoral in vitro do 64Culac, pelo
ensaio do MTT, nas linhagens de células RT2 (p53 selvagem), T98 (p53 mutante),
MCF-7 (p53 selvagem), CAE (p53 selvagem). Os resultados mostraram a manutenção
da potente atividade antitumoral do 64Culac em todas as células tratadas e apresentou
valores da IC50 da ordem de nanomolar. Os estudos de biodistribuição do 64Culac,
realizados por injeções via endovenosa caudal, em camundongos implantados nos coxins
plantares com tumor de Ehrlich mostraram captação significativa na pata com tumor
(razão tumor/músculo esquelético de 6,55) em relação ao controle no tempo de 240
minutos após administração deste composto. Estudos histopatológicos revelaram leve
hepatotoxicidade após 144 horas (6 dias) da administração endovenosa de 136 μg/kg do
Culac. Contudo, nesta dose não foi observada letalidade, nem alterações
comportamentais, locomotoras ou nutricionais nos animais. Os nossos resultados demonstraram que o complexo de cobre-64 N(4)-orto-toluil-2-
acetilpiridina tiossemicarbazona (64Culac) é um promissor radiofármaco para detecção
de tumores sólidos pela tomografia por emissão de pósitrons (PET). / Thiosemicarbazones have attracted great pharmacological interest because of their
biological properties, such as cytotoxic activity against multiple strains of human tumors.
The most studied compounds are pyridine-based because of their resemblance to pyridoxal
metabolites that attach to co-enzyme B6-dependant enzymes. This work aimed the
characterization of the antitumoral effect of N(4)-methyl-tolyl-2-acetilpiridine and 2-
pyridinoformamidederived thiosemicarbazones and the development of a
radiopharmaceutical based on a thiosemicarbazone metal complex for positron emission
tomography.
In the first phase of this study were synthesized twenty-one thiosemicarbazones, derived
from N(4)methyl-2 acetylpyridine and 2-pyridineformamide, as well as their metal
complexes (Sn, Ga and Cu). Their cytotoxic potential were evaluated against brain and
breast tumor cells in vitro. Our results showed all of them presented powerful cytotoxic
and antiproliferative activities against glioblastoma multiforme and breast adenocarcinoma
at very low concentrations (nanomolar range). Morphological alterations characteristic of
apoptosis, such as cell shrinkage, chromatin condensation were observed. Copper chloride
was used as control and has presented IC50 at milimolar range suggesting that copper
complexation with thiosemicarbazone significantly increases (more than 1 million) the
antitumoral effect of this metal.
Due to the potent antitumoral activity of N(4)-methyl-tolyl-2-acetilpiridine derived
thiosemicarbazones and the excellent properties of 64Cu (T1/2 = 12.7 hours, β+, β-, and EC
decay), at the second part for this work it was developed a new imaging agent
(radiopharmaceutical) for tumor detection by positron emission tomography (PET). The
radiopharmaceuticals were produced in the nuclear reactor TRIGA-IPR-R1 from CDTN,
via neutron capture reaction 63Cu (n,γ) 64Cu, of the copper complex N(4)-ortho-toluyl-2-
acetylpyridine thiosemicarbazone (Culac). The induced specific activity was found to be 5.55 MBq /mg. After irradiation 64Culac samples were analyzed by the
absorption of infrared spectroscopy (IR) to assess the structural integrity. The irradiated
compound kept its structural integrity. The maintenance of 64Culac biological activity
was also evaluated by MTT assay on RT2 (wild p53), T98 (mutant p53), MCF-7 (wild
p53) and CAE cells (wild p53). The results showed that 64Culac kept its potent
antitumural activity against all treated cells presenting IC50 values at nanomolar range.
64Culac biodistribution studies after intravenous injection in mice bearing Erlich tumor
implanted in the paw, showed significant uptake in the tumor paw (tumor/skeletal
muscle ratio= 6.55), 240 minutes after administration. Histopathological studies have
shown mild hepatotoxicity 144 hours (6 days) after intravenous administration of 308
mg/kg of Culac. However, no lethality, behavioural, or feeding changes were observed
at this dose. Our results demonstrate that the complex of copper-64 N(4)-ortho-toluyl-2-
acetylpyridine thiosemicarbazone (64Culac) is a promising radiopharmaceutical for
detection of solid tumors by positron emission tomography (PET).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:73 |
| Date | 25 July 2008 |
| Creators | Paulo Roberto Ornelas da Silva |
| Contributors | Raquel Gouvêa dos Santos, Ester Figueiredo de Oliveira, Carlos Jorge Simal Rodrigues, Wagner Gouvêa dos Santos, Alexandre Soares Leal |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTRA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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