Avaliação da viabilidade celular de duas linhagens de células tumorais tratadas com um composto de coordenação de cobre(ll)

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) ; Masahiko Kanashiro, M. (UENF) ; Horn Junior, A. (UFSC)

Resumo

O câncer é uma doença com alto índice de incidência. Por isso, há um grande interesse no preparo de compostos com atividade citotóxica, para sanar o problema da resistência e da toxidez dos medicamentos convencionais. Com isso, este trabalho, teve como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar o potencial antitumoral de um composto de coordenação de cobre(ll). O composto foi elucidado por difração de Raios-X e testado 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-(4,5-17dimetiltiazol- 2-il)-2,5-difeniltretazólio). Os dados mostram que o composto apresentou maior atividade do que a cisplatina, composto utilizado na clínica, frente à linhagem de carcinoma de pulmão (H460).

Palavras chaves

Cobre; Câncer; Composto de Coordenação

Introdução

O câncer é representado por um conjunto heterogêneo de doenças que mais causam temor na sociedade atual. A doença é caracterizada pelo crescimento desordenado de células anormais, que acabam crescendo sem respeitar os processos normais de divisão celular (ALMEIDA et al., 2005 e GUTSCHNER. e DIEDERICHS, 2012). Para que o câncer se inicie basta que um pequeno grupo de células sofra mutações durante o processo de duplicação do DNA, resultando na agressividade e malignidade das células após o processo de mutação (TOMASETTI e VOGELSTEIN, 2015). No Brasil, dados do Instituto Nacional do Câncer - INCA, mostram que as taxas de incidência, para a maioria dos Registros de Câncer de Base Populacional (RCBP) assumem valores medianos, para ambos os sexos. Entretanto, algumas regiões apresentam taxas de incidência semelhantes às apresentadas por países desenvolvidos (IARC, 2019 e INCA, 2016). A Union International Cancer Control (UICC) estima que, a incidência do câncer para 2020 é de mais de 15 milhões de novos casos enquanto que para a Organização Mundial da Saúde (OMS), no ano 2030, espera-se 27 milhões de casos da doença, 17 milhões de mortes e 75 milhões de pessoas vivas enfrentando o câncer. A razão para este crescimento está na maior exposição dos indivíduos a fatores de risco, tais como: o rearranjo dos padrões de vida, alimentação e as modificações demográficas (INCA, 2013). Diante desse fatos, este trabalho tem como objetivo estudar a química de coordenação e atividade antitumoral de um composto de coordenação de cobre(ll) contendo o ligante 3,3’-(piperazina-1,4-diil)dipropanoato de lítio (L) frente a duas linhagens de células tumorais.

Material e métodos

Para obtenção do ligante (L), foi preciso sintetizar um precursor (PL), por meio de uma reação entre 2 g (23,20 mmol) da piperazina e 4,6 mL (46,34 mmol) de acrilato de metila na presença de 50 mL de metanol sob refluxo por meio de uma reação de Michael (MATTOS E MARZORATI,1999), obtendo-se assim, um éster como precursor (Figura 1). O éster reagiu com LiOH, em uma reação de hidrólise básica, na temperatura ambiente por 13 dias, gerando o ligante (L) (Figura 1). O ligante foi caracterizado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN 1H)(BRUKER, modelo Ascend™ 500) e espectroscopia na região do infravermelho (IV) (SHIMADZU, modelo IRA Infinitty-1). Na reação de complexação, 1 mmol do ligante foi complexado com 1 mmol de perclorato de cobre(ll) hexahidratado na temperatura ambiente, (Figura 1) gerando monocristais azuis de cobre(II) que foram elucidados por difração de Raios-X (Figura 1). Após a síntese e confirmação da obtenção do ligante (L) e do composto de coordenação de cobre(ll), duas linhagens de células tumorais humanas foram selecionadas para avaliação da atividade citotóxica do composto, a linhagem de linfoma: U937 (linfoma histiocítico) e a linhagem aderente: H460 (carcinoma de pulmão). A escolha da linhagem de carcinoma de pulmão (H460) se baseou na resistência da mesma ao tratamento com a cisplatina. 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). Os resultados das análises de viabilidade celular pelo método de metabolização do MTT foram convertidos em índice de citotoxidade a 50% (IC50), ou seja, foi calculada a concentração mínima capaz de danificar e/ou causar morte celular de 50% das células.

Resultado e discussão

O ligante L e seu composto 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 do ligante. IV (L), v(1/centímetros): C-O-C (1581 e 1406). RMN¹H (L1) (500 MHz, D2O), deslocamento químico (ppm): 2.67 (t, J=7,5 Hz), 2,36 (t, J=7,5 Hz), 2,55 (s). O composto de coordenação de cobre(ll) foi obtido pela rota de síntese representada pela Figura 1 e teve sua estrutura molecular confirmada por difração de Raios-X de monocristal (Figura 2) que revelou, a obtenção de um composto polimérico, no qual seu monômero apresenta-se como um composto mononuclear de cobre(ll), onde o átomo de cobre apresenta-se tetra coordenado. O átomo de cobre está coordenado a duas aminas terciárias da unidade central do ligante e a dois oxigênios do grupo carboxilato, apresentando assim, um ambiente de coordenação N2O2. O átomo de cobre apresenta geometria pirâmide de base quadrada. O composto foi testado com uma concentração de 1 x 106 células e os resultados de IC50 do composto e da cisplatina estão apresentados na Figura 2. De acordo com os resultados de IC50, o composto de coordenação de cobre(ll) foi mais ativo para a linhagem H460 do que a cisplatina. Foi observado, durante os testes, que a linhagem de células H460 perdem sua capacidade de aderência quando tratadas com o composto de coordenação. Desta forma, a atividade antitumoral desse composto pode estar associada aos mecanismos de aderência destas células.

Esquema de síntese para obtenção do ligante (L) e do composto de coordenação de cobre(ll).


Estrutura do composto de coordenação de cobre(ll) e valores de IC50 do composto e da cisplatina frente às linhagens de células H460 e U937

Conclusões

O ligante (L) e o composto de coordenação de cobre(ll) foram obtidos através rota de síntese empregada, como confirma as técnicas de caracterização. Os dados mostram que o composto de coordenação de cobre(ll) foi mais ativo para linhagem H460 do que a cisplatina. A maior atividade antitumoral desse composto frente à linhagem H460 pode estar associada ao mecanismo de aderência dessas células.

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;

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

IARC - International Agency for Research on Cancer. Global Cancer Statistics: All Cancers (excluding non-melanoma skin cancer) Incidence and Mortality Worldwide in 2008. 2013. Disponível em: <http://globocan.iarc.fr/factsheets/cancers/all.asp>, Acesso em: 23/07/2019

INCA - ABC do câncer: abordagens básicas para o controle do câncer. 2. ed. rev. e atual, Rio de Janeiro: INCA, 2012;

INCA – Estimativa 2014-2017: Incidência de câncer no Brasil / Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva, Coordenação Geral de Ações Estratégicas, Coordenação de Prevenção e Vigilância. – Rio de Janeiro, 2016;

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

TOMASETTI, C. VOGELSTEIN, B. Cancer etiology. Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem divisions. Science, 2; 347: 78-81, 2015;