Carvalho, M. S.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Síntese, Determinação Estrutural e Avaliação Citotóxica in vitro de Novos
Compostos
de
Coordenação de
Platina
contendo como ligantes
Compostos Imidazolidínicos Derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona e da
Imidazolidina-2,4-diona
Manuela dos Santos Carvalho
RECIFE, 2009
1
Carvalho, M. S.
Manuela dos Santos Carvalho
Síntese, Determinação Estrutural e Avaliação Citotóxica in vitro de Novos
Compostos
de
Coordenação de
Platina
contendo como ligantes
Compostos Imidazolidínicos Derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona e da
Imidazolidina-2,4-diona
Tese apresentada ao Programa de
Pós-Graduação
Biológicas,
como
em
Ciências
proposta
para
obtenção do título de Doutor
Área
de
Concentração:
Química
Medicinal, Farmacologia e Fisiologia
Orientadora: Profª. Drª. Suely Lins Galdino
RECIFE, 2009
2
Carvalho, M. S.
Carvalho, Manuela dos Santos
Síntese,
compostos
determinação
de
estrutural
coordenação
de
citotóxica
platina
in
contendo
vitro
de novos
como
ligantes
compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona e da
Imidazolidina-2,4-diona/ Manuela dos Santos Carvalho. – Recife: O Autor,
2009
110 folhas: il., fig., tab.
Tese (doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco.
CCB. Ciências Biológicas, 2009.
Inclui bibliografia
1. Farmacologia. 2. Citotoxidade. 3. Câncer 4. 2-tioxoimidazolidin-4-ona 5. Imidazolidina-2,4-diona I Título.
3
Carvalho, M. S.
4
Carvalho, M. S.
Ainda que eu falasse as línguas dos
1.
o dom da ciência findará.
homens e dos anjos, se não tiver caridade,
sou como o bronze que soa, ou como o
9.
A nossa ciência é parcial, a nossa
profecia é imperfeita.
címbalo que retine.
Mesmo que eu tivesse o dom da profecia,
10.
Quando chegar o que é perfeito, o
imperfeito desaparecerá.
e conhecesse todos os mistérios e toda a
2.
ciência; mesmo que tivesse toda a fé, a
Quando eu era criança, falava como
ponto de transportar montanhas, se não
criança,
tiver caridade, não sou nada.
pensava
como
criança,
11. raciocinava como criança. Desde que me
tornei homem, eliminei as coisas de
Ainda que distribuísse todos os meus
criança.
bens em sustento dos pobres, e ainda que
3.
entregasse o meu corpo para ser
Hoje vemos como por um espelho,
queimado, se não tiver caridade, de nada
confusamente; mas então veremos face a
valeria!
12. face. Hoje conheço em parte; mas então
conhecerei totalmente, como eu sou
A caridade é paciente, a caridade é
conhecido.
bondosa. Não tem inveja. A caridade não
é orgulhosa. Não é arrogante.
Por ora subsistem a fé, a esperança e a
13. caridade - as três. Porém, a maior delas é
Nem escandalosa. Não busca os seus
5.
a caridade.
próprios interesses, não se irrita, não
guarda rancor.
6.
7.
8.
Não se alegra com a injustiça, mas se
I Coríntios, 13
rejubila com a verdade.
Tudo desculpa, tudo crê, tudo espera,
tudo suporta.
A caridade jamais acabará. As profecias
desaparecerão, o dom das línguas cessará,
5
Carvalho, M. S.
DEDICATÓRIA
Dedico esta obra a Deus que sempre me deu
força e determinação para jamais desanimar
diante dos obstáculos da vida, ao meu pai,
Manuel Carvalho (In memorian) que sempre foi
e será minha referência em inteligência,
humildade, sabedoria e paciência. A Damiana
Carvalho, minha mãe pela força, dedicação e
motivação para com todos os seus filhos. E a
todos os meus irmãos, pelo reconhecimento,
respeito mútuo e formação da verdadeira
família que somos.
6
Carvalho, M. S.
AGRADECIMENTOS
A Professora Suely Lins Galdino, do Laboratório de Planejamento e
Síntese de Fármacos - LPSF/GPIT do Departamento de Antibióticos da
Universidade Federal de Pernambuco, pela confiança depositada ao longo
desses anos para o desenvolvimento deste trabalho, pelas oportunidades, pela
orientação e disponibilidade;
A Professora Maria do Carmo Alves de Lima do Laboratório de
Planejamento e Síntese de Fármacos - LPSF/GPIT do Departamento de
Antibióticos da Universidade Federal de Pernambuco pela dedicação e
satisfação em tudo que faz, incentivo à vida científica e apoio no
desenvolvimento deste trabalho;
Ao Professor Ivan da Rocha Pitta, do Laboratório de Planejamento e
Síntese de Fármacos - LPSF/GPIT do Departamento de Antibióticos da
Universidade Federal de Pernambuco, pela colaboração e orientação no
desenvolvimento deste trabalho;
Aos Professores e Funcionários do Departamento de Antibióticos pela
colaboração e auxílio no desenvolvimento deste trabalho, aos funcionários da
Central Analítica do Departamento de Química Fundamental, ao funcionário
Ricardo Oliveira pela realização dos espectros de RMN1H e em especial a
Wagner Eduardo da Silva, pela realização dos espectros de infra-vermelho dos
complexos contendo platina.
A
Universidade
Federal
do
Ceará,
Laboratório
de
Oncologia
Experimental da Universidade Federal do Ceará, aos Professores Cláudia do Ó
Pessoa, Manoel Odorico de Moraes, Letícia Veras Costa-Lotufo, e ao
mestrando Francisco Washington Araújo Barros pela realização dos ensaios de
citotoxicidade dos compostos imidazolidínicos e imidazolidínicos cis-platínicos.
A secretária do Curso de Doutorado em Ciências Biológicas, Adenilda,
pela disponibilidade constante, apoio e colaboração ao longo desse trabalho;
Em especial aos colegas do Laboratório de Planejamento e Síntese de
Fármacos - LPSF/GPIT: Ricardo Olímpio de Moura pela disponibiliade e ajuda,
sempre solícito, Diana Malta, Andréa Cristina Apolinário, Micheline Miranda, à
7
Carvalho, M. S.
Profa. Teresinha Gonçalves, e aos alunos de Iniciação Científica pela
convivência e apoio durante esse trabalho;
Aos órgãos de fomento, que proporcionam os investimentos diretos no
desenvolvimento de pesquisas, por meio do financiamento de auxílios e
insumos neste país, e em especial à Capes pela concessão da bolsa de
estudos, tanto neste país, quanto a bolsa que possibilitou o estágio sanduíche
em Portugal;
Ao Prof. João Bosco Paraíso (Depto. de Química Fundamental/UFPE)
pela dedicação e colaboração desenvolvidas durante a estada em Portugal;
À toda equipe da Unidade de Químida-Física Molecular (QFM-UC) da
Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra/PT:
Ao Professor Luís Batista de Carvalho e à Prof. Paula Marques pela
receptividade e dedicação durante minha estada e auxílio no desenvolvimento
dos trabalhos em Portugal. Ao Prof. Antônio Amorim da Costa pela acolhida na
Unidade de Química Física Molecular/UC;
Aos colegas da Unidade Química-Física Molecular da Universidade de
Coimbra, à aluna de doutorado Sônia Martins Fiuza pelo apoio dado durante
minha estadia nesta unidade, nos experimentos com cultura de células, pela
convivência estabelecida com os demais colegas: Luís Paulico, Sara Padrão,
Sofia Mendes, Nelson, Jucimary e demais colegas.
A Deus que sempre me auxiliou em todas as etapas da minha vida, me
proporcionando paz, alegria e determinação;
E por fim, àquelas pessoas que não estão diretamente relacionadas a
este trabalho, mas indiretamente contribuíram através da motivação e auxílio
na sua hora oportuna;
À minha querida Família, pela motivação e compreensão nos momentos
de ausência.
8
Carvalho, M. S.
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
RESUMO
ABSTRACT
INTRODUÇÃO
REVISÃO DA LITERATURA
16
35
1. Dados Epidemiológicos do Câncer
18
1.2. O Câncer no Mundo
20
1.3. O Câncer no Brasil
22
1.4. O Câncer em Pernambuco
09
2. Etiologia do Câncer
24
3. Cultura de Células
27
3.1.Classificação das Culturas de Células
27
4. Diaminodicloroplatina (II) – Cisplatina – Como um Fármaco Anticancerígeno
Eficaz
31
4.1. Mecanismo de Ação da Cisplatina
32
4.2. Desenvolvimento de complexos similares à cisplatina, sobretudo com
34
menos efeitos colaterais
36
5. O anel Imidazolidínico e suas potencialidades em atividades
farmacológicas
2.OBJETIVOS
2.1.Objetivo Geral
41
2.2.Objetivos Específicos
41
43
3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
9
Carvalho, M. S.
4.ANEXOS: ARTIGOS
ARTIGO 1: Síntese, Determinação Estrutural e Avaliação Citotóxica in vitro de
53
Novos Compostos de Coordenação de Platina contendo como ligantes
Compostos Imidazolidínicos Derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona e da
Imidazolidina-2,4-diona
92
ARTIGO 2: Platinum Coordination Compounds as One of The Most Active
Chemotherapeutic Class for Treatment of Large Range of Tumors, and New
Approaches for Biological Evaluations
123
5.CONCLUSÕES
10
Carvalho, M. S.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Pt - Platina
OMS - Organização Mundial de Saúde
AIPC - Agência Internacional para a Pesquisa do Câncer
INCA - Instituto Nacional de Câncer
DNA – Ácido Desoxirribonucléico
EDTA - Ácido Etilenodiamino Tetra-Acético
LPSF - Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos
WHO – World Health Organization
GPIT – Grupo de Pesquisa em Inovação Terapêutica
UFPE – Universidade Federal de Pernambuco
RMN1H – Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio
IV – Infravermelho
CCD – Cromatografia em Camada Delgada
DMSO - Dimetilsulfóxido
s - Singleto
d – Dupleto
dd – Duplo dupleto
t - Tripleto
11
Carvalho, M. S.
q - Quadrupleto
M - Multipleto
Hz - Hertz
MHz – Mega Hertz
 - Deslocamentos químicos
eV - Eletrovoltz
KOH – Hidróxido de Potássio
CH3OH - Metanol
DMF - Dimetilformamida
ppm – Parte por milhão
Rdt - Rendimento
Rf – Razão de frente
mL - Mililitros
g - Grama
DMSO-d6 – Dimetilsulfóxido deuterado
12
Carvalho, M. S.
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 – Taxas de Mortalidade nos homens para todos os lugares combinados, 07
excluindo câncer melanoma de pele. As mais altas taxas estão registrados em países
ricos
Figura 02 – Tipos de câncer mais incidentes, estimados para 2008 e válidos para 09
2009, na população brasileira, sem pele não melanoma
Figura 03 – Método de dissociação enzimática
14
Figura 04 – Cultura de células BKH em crescimento com baixa densidade celular 16
(acima) e células BKH crescendo em alta densidade celular (abaixo).
Figura 05 – Cisplatina
17
Figura 06 – Cristalografia da Estrutura de dupla fita de DNA contendo um decâmero 18
cisplatina cis-[PtCl2(NH3)2], contendo aductos intra e inter-cadeias
Figura 07 – Ligação da cisplatina ao DNA - (a) ligações intracadeia (b), ligações 19
intercadeia (c), e monoaductos (d).
Figura 08 – Estruturas químicas dos complexos com platina: cisplatina, carboplatina, 20
oxaliplatina, nedaplatina, iobaplatina e heptaplatina.
Figura 09 – Agentes para drogas alvo e entrega: esquema geral de um bioconjugado
22
Figura 10 – Potencialidades de atividades biológicas do núcleo imidazolidínico
23
Figura 11 – Estruturas esquemáticas de complexos de Pt (II) investigados cis-[PtL2Cl2] 24
(1), cis-[PtL2Br2] (2), trans-[PtL2I2] (3) and cis-[PtL2Cl4] (4). Fórmula geral [PtL2X2] and
[PtL2Cl4], onde L é o ligante orgânico e X é Cl-, Br-, I-.
01
13
Carvalho, M. S.
RESUMO
A cisplatina é um quimioterápico altamente potente comumente usado em muitos tipos
de neoplasias humanas, porém devido a muitas limitações, há a necessidade de
busca de novos agentes anticâncer menos tóxicos e mais seletivos, sendo assim, uma
variedade de complexos de platina (II) com ligantes contendo nitrogênio, tem sido alvo
de intensa avaliação biológica. Os complexos contendo derivados hidantoínicos como
ligantes, tem sido relatados possuir atividade citotóxica/antitumoral Os compostos das
Séries Cx, LPSF/NN, LPSF/MS foram sintetizados e submetidos à avaliação citotóxica
utilizando 4 diferentes linhagens de células cancerígenas. Também foi realizada
avaliação da atividade hemolítica. Dos compostos avaliados os da série LPSF/MS
apresentaram-se mais ativos, os valores de IC50 para o composto LPSF/MS-6
demonstraram atividade citotóxica para todas as linhagens celulares testadas,
superando a IC50 do fármaco antitumoral de referência, a doxorrubicina (Dox). Foi
observado pelas análises de SAR que os fatores eletrônicos e lipofílicos influenciaram
na resposta biológica. A análise da atividade hemolítica sugere que a atividade
citotóxica, não é devido a danos diretos sobre a membrana plasmática.
Palavras-chaves:
cisplatina
câncer,
citotoxicidade,
complexos
metálicos,
imidazolidina-2,4-diona,
14
Carvalho, M. S.
ABSTRACT
Cisplatin is a highly potent chemotherapy commonly used many types of human
cancers, however due to many side effects, there is a need to search for new
anticancer agents less toxic and more selective, so a variety of complexes of platinum
(II) with ligands containing nitrogen, has been the subject of intense biological
evaluation. The complex containing hydantoin derivatives as ligands, has been
reported to have cytotoxic/antitumor activity. The compounds of series Cx, LPSF/NN,
LPSF/MS were synthesized and subjected to cytotoxic evaluation using 4 different
strains of cancer cells. It was also evaluated for haemolytic activity. Among the
compounds tested the LPSF/MS showed to be more active, the values of IC50 for the
compound LPSF/MS-6 showed cytotoxic activity for all cell lines tested, exceeding the
IC50 of the antitumour drug reference, the doxorubicin (DOX). Was observed by the
analysis of SAR that the electronic and lipophilic factors had influence the biological
response. Analysis of haemolytic activity suggests that the cytotoxic activity is not due
to direct damage on the plasma membrane
Key-words: cancer, cytotoxicity, metals complexes, imidazolidin-2,4-dione, cisplatin
15
Carvalho, M. S.
INTRODUÇÃO
A necessidade de desenvolvimento de novos fármacos que sejam
efetivos contra algumas patologias ainda sem tratamento adequado, e que
possam substituir os existentes, tem impulsionado a comunidade científica a
novas e incessantes pesquisas nesta área, porém a custos menores e dotados
de
menores
efeitos
adversos.
A
química
medicinal
tem
contribuído
significativamente neste aspecto. Muitas classes de compostos orgânicos têm
demonstrado promissores efeitos biológicos e a literatura científica relata um
crescimento significativo de novas moléculas com potência similar ou superior
àquela de um fármaco, sendo que muitos deles encontram-se em estudos préclínicos e clínicos avançados e pormenorizados. Entre estas substâncias,
pode-se inserir as imidas cíclicas (CECHINEL FILHO et al., 2003).
A química e as propriedades das imidazolidinas-2,4-diona e seus
derivados têm sido investigados há mais de 140 anos. O grupamento
hidantoínico representa um importante farmacóforo, que está presente em
diversos compostos biologicamente ativos. Ao longo das últimas décadas
esforços intensivos de investigações na indústria e na academia, têm sido
dedicados à modificação estrutural das hidantoínas e seus derivados. Novas
estruturas de compostos e candidatas à fármacos têm surgido a partir destas
investigações e diferentes tipos de derivados hidantoínicos têm sido
introduzidos no mercado como produtos farmacêuticos (KURZ et al., 2004).
Os derivados hidantoínicos destacam-se por apresentarem ações
biológicas diversificadas, como por exemplo, antimicrobiana, antifúngica (KURZ
et al., 2004), antiarrítmica (DYLAG et al., 2004; PEKALA et al., 2005),
anticonvulsivante
antiinflamatória,
(THENMOZHIYAL
analgésica
et
(OLIVEIRA
al.,
et
al.,
2004),
2008),
antihipertensiva,
antiproliferativa
(BAKALOVA et al., 2005; 2008) e antiparasitária (CATERINA et al.; 2008).
A
química
propriedades
medicinal
únicas
de
orgânica
íons
e
metálicos
inorgânica
para
o
pode
desenho
explorar
de
as
novos
medicamentos. Isso tem, por exemplo, conduzido à aplicação clínica de
agentes quimioterápicos para tratamento de câncer, tais como a cisplatina. O
16
Carvalho, M. S.
uso da cisplatina é, no entanto, severamente limitado por seus efeitos
colaterais tóxicos. Isso tem estimulado químicos para empregar diferentes
estratégias para o desenvolvimento de novos agentes anticancerígenos
baseados em metais, com diferentes mecanismos de ação. Estes incluem as
mais seletivas entrega e/ou ativação de pró-drogas relacionadas à cisplatina e
com a descoberta de novas interações não-covalente com o clássico alvo, o
DNA (BRUIJNINCX et al., 2008).
Alguns recentes avanços no desenvolvimento de fármacos baseados em
platina tem revelado que a semelhança estrutural com o protótipo não é um
requisito obrigatório para a atividade citotóxica. Uma das abordagens
alternativas para o desenvolvimento de agentes antineoplásicos baseado em
platina não-clássicos centra-se nas espécies carregadas, cujo átomo de platina
está ligado a mais do que dois átomos doadores de nitrogênio. Relatos da
literatura tem descrito três complexos diamina platina (II) catiônicos com
ligantes hidantoínicos substituídos que demonstraram exercer atividade
citotóxica in vitro (BAKALOVA, et al., 2005).
Baseado
nos
trabalhos
correlacionados
tanto
ao
desenho
e
desenvolvimento de novos agentes quimioterápicos tendo como referência os
complexos de platina, o objetivo deste trabalho foi a síntese da série de
complexos de platina II (série Cx) utilizando como ligantes derivados da série
2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN) e derivados da série imidazolidina-2,4diona (LPSF/MS), bem como avaliação da atividade citotóxica em 4 diferentes
linhagens de células cancerígenas humanas, e por fim uma análise sobre as
relações estrutura-atividade destes compostos.
17
Carvalho, M. S.
REVISÃO DA LITERATURA
No último século, o desenvolvimento de agentes citotóxicos foi
revolucionário para a terapia do câncer. Tem se tornado possível alcançar a
cura para determinadas neoplasias como a leucemia aguda infantil, a doença
de Hodgkin, linfoma não-Hodgkin, a doença gestacional trofoblástica e tumores
de células germinativas. O tratamento adjuvante com fármacos citotóxicos para
vários tipos de câncer também ofereceu um claro benefício de sobrevivência
adicionalmente ao obtido com o tratamento cirúrgico isolado. Em pacientes
com doença metastática ou recorrente, os agentes citotóxicos, demonstraram a
capacidade não só de fornecer inequívoco controle tumoral, mas também
oferecer uma melhor qualidade de vida, com um razoável alívio dos sintomas.
Contudo, várias limitações tornou evidente, principalmente em pacientes com
avançadas doenças malignas, onde os efeitos adversos da quimioterapia
citotóxica pode impedir os seus potenciais benefícios (ISMAEL et al., 2008).
O desenvolvimento de agentes que combinam eficácia, segurança e
conveniência continua um grande desafio. Um grande número de fármacos
citotóxicos são administrados por via intravenosa e alguns deles podem exigir
infusão intravenosa contínua, o que pode ser traduzido em custos mais
elevados e a necessidade de hospitalização. Conveniência é também um fator
importante na escolha dos tratamento para pacientes com câncer e, portanto, o
desenvolvimento de novos e eficazes agentes citotóxicos oral tem sido um
assunto de grande interesse. O desenvolvimento de novos fármacos citotóxicos
pode melhorar a terapia anticâncer e assistência ao paciente. Sendo assim
vale ressaltar que o desenvolvimento de promissores novos fármacos
citotóxicos poder oferecer não só ganhos de eficácia, mas também em
segurança, tolerabilidade e conveniência (ISMAEL et al., 2008).
O campo da química bioinorgânica, que lida com o estudo do papel dos
complexos metálicos em sistemas biológicos, tem aberto um novo horizonte
para a investigação científica em compostos de coordenação. Um grande
número de compostos são importantes do ponto de vista biológico. Alguns
metais são essenciais para funções biológicas e são encontrados em enzimas
e cofatores necessários para vários processos. Por exemplo, a hemoglobina
18
Carvalho, M. S.
nos glóbulos vermelhos contém um complexo ferro porfirina, que é utilizado
para transporte e armazenamento de oxigênio no organismo. A clorofila em
plantas verdes, que é responsável pelo processo fotossintético, contém um
complexo magnésio porfirina. O cobalto é encontrado na coenzima B12, que é
essencial para a transferência de grupos alquílicos de uma molécula para
outra, em sistemas biológicos. Metais tais como o cobre, zinco, ferro e
manganês são incorporados em proteínas catalíticas (as metaloenzimas), que
facilitam uma infinidade de reações químicas necessárias para a vida (AHMAD
et al., 2006).
Abordando o desenvolvimento de complexos organometálicos como
promissores agentes na terapêutica em diversas patologias, nesta revisão é
apresentado um panorama sobre os últimos desenvolvimentos em áreas
relacionadas aos complexos organometálicos que têm como principal
representante a cisplatina. As diversas áreas foram uma consequência direta
da descoberta da atividade antitumoral da cis-Pt(NH3)2Cl2 (Cisplatina). Também
será destaque o desenvolvimento de novos medicamentos citotóxicos que
espera-se não somente oferecer ganhos na eficácia, mas também em termos
de
segurança,
tolerabilidade
e
conveniência
terapêutica.
Aspectos
mecanísticos da interação de complexos metálicos, mostram as imidazolidinas
como importantes ligantes para complexos metálicos, principalmente com
complexos de Pt (II) com ligantes contendo nitrogênio que tem sido alvo de
intensa avaliação biológica (BAKALOVA et al., 2005; 2008)
1. Dados Epidemiológicos do Câncer
A epidemiologia indica a distribuição de uma determinada doença em
uma população. Os dados epidemiológicos são importantes para medidas
preventivas e planejamento de ações de saúde pública. Porém, existem
dificuldades para a realização de estudos epidemiológicos, principalmente nos
países subdesenvolvidos. Além disso, resultados obtidos variam muito de um
país para outro, ou até entre as regiões de um mesmo país. Essas diferenças
podem ocorrer devido aos métodos utilizados para o estudo, ou mesmo devido
à características do próprio local de coleta (OMS, 2006).
19
Carvalho, M. S.
1.1. O Câncer no Mundo
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) e da Agência
Internacional para a Pesquisa do Câncer (AIPC) (2003), em todo o mundo,
aproximadamente 10 milhões de pessoas são diagnosticadas com câncer
anualmente e mais que 6 milhões morrem da doença a cada ano, atualmente
acima de 22 milhões de pessoas no mundo são pacientes de câncer.
Em 2005, de um total de 58 milhões de mortes ocorridas no mundo, o
câncer foi responsável por 7,6 milhões, o que representou 13% de todas as
mortes. Os principais tipos de câncer com maior mortalidade foram: pulmão
(1,3 milhão); estômago (cerca de 1 milhão); fígado (662 mil); cólon (655 mil); e,
mama (502 mil). Do total de óbitos por câncer ocorridos em 2005, mais de 70%
ocorreram em países de média ou baixa renda (OMS, 2006).
Estima-se que em 2020 o número de novos casos anuais seja da ordem
de 15 milhões. Cerca de 60% destes novos casos ocorrerão em países em
desenvolvimento. É também conhecido que pelo menos um terço dos casos
novos de câncer que ocorrem anualmente no mundo poderiam ser prevenidos.
Parkin e colaboradores (2001) estimaram para o ano de 2000 que o número de
novos casos de câncer em todo o mundo seria maior que 10 milhões. Os
tumores de pulmão (902 mil casos novos) e próstata (543 mil) seriam os mais
freqüentes no sexo masculino, enquanto que no sexo feminino as maiores
ocorrências seriam os tumores de mama (1 milhão de casos novos) e de colo
do útero (471 mil) (OMS/AIPC, 2003).
O câncer aflige todas as comunidades no mundo. Com base nos mais
recentes dados disponíveis de incidência e mortalidade, existiam 10,1 milhões
de novos casos, 6,2 milhões de mortes e 22,4 milhões de pessoas vivendo com
câncer no ano de 2000. Isto representa um aumento de cerca de 19% na
incidência e 18% em mortalidade desde 1990.
O câncer é uma das
principais doenças de peso mundial, mas existem marcadas variações
geográficas na incidência global e em órgãos específicos como demonstrado
no mapa da figura 01 abaixo. Estimativas reais do número de novos casos
(incidência) exigem registros do câncer com base populacional (OMS/AIPC,
2003).
20
Carvalho, M. S.
< 85,8
< 112,2
< 133,3
< 165,1
< 272,3
Age-standardized rate / 100,000 population
Figura 01 – Taxas de Mortalidade nos homens para todos os lugares combinados, excluindo
câncer melanoma de pele. As mais altas taxas estão registrados em países ricos. Fonte:
Organização Mundial da Saúde (OMS) e da Agência Internacional para a Pesquisa do Câncer
(AIPC). World Cancer Report .2003.
Todas as regiões são acometidas pelo câncer, mas existem marcadas
diferenças regionais como demonstrado nas figuras 01 e 02 devido
principalmente aos hábitos de estilos de vida e também a fatores etiológicos
adjacentes como as doenças infecciosas predominantes nos países em
desenvolvimento,
que
culminam
em
fatores
predisponentes
ao
desenvolvimento do câncer aliado às questões de hereditariedade (OMS/AIPC,
2003).
A distribuição das taxas de mortalidade do câncer é mais alta em
sociedades mais ricas, principalmente à alta incidência de tumores associados
com o tabagismo e o estilo de vida, por exemplo, tumores de pulmão, coloretal,
mama e próstata. Nos países em desenvolvimento, acima de 25 % dos
tumores estão associados com infecções crônicas, por exemplo: vírus da
hepatite B (câncer de fígado), papillomavírus humano (câncer cervical) e
Helicobacter pylori (câncer de estômago) (OMS/AIPC, 2003).
21
Carvalho, M. S.
Diferenças na distribuição regional de câncer como documentado pelos
registros de câncer baseados na população, ajudam a identificar os fatores
causais e aqueles que influenciam na sobrevivência. Em alguns países
ocidentais, as taxas de mortalidade por câncer recentemente têm começado a
diminuir, devido a uma redução na prevalência do tabagismo, a melhoria da
detecção precoce e avanços no tratamento câncer (OMS/AIPC, 2003).
1.2. O Câncer no Brasil
Segundo o Instituto Nacional do Câncer para o ano de 2008 e válidas
também para o ano de 2009, no Brasil, as estimativas apontam que ocorrerão
466.730 casos novos de câncer. Os tipos mais incidentes, à exceção do câncer
de pele do tipo não melanoma, serão os cânceres de próstata e de pulmão no
sexo masculino e os cânceres de mama e de colo do útero no sexo feminino,
acompanhando o mesmo perfil da magnitude observada no mundo como
demonstrado na figura 02 (Instituto Nacional de Câncer – INCA, 2009).
Os tumores mais incidentes para o sexo masculino serão devidos ao
câncer de pele não melanoma (56 mil casos novos), próstata (49 mil), pulmão
(18 mil), estômago (14 mil) e cólon e reto (12 mil). Para o sexo feminino
destacam-se os tumores de pele não melanoma (59 mil casos novos), mama
(49 mil), colo do útero (19 mil), cólon e reto (14 mil) e pulmão (9 mil) (Instituto
Nacional de Câncer – INCA, 2009).
A distribuição dos novos casos de câncer segundo localização primária é
bem heterogênea entre estados e capitais do país; o que fica bem evidenciado
ao observar-se a representação espacial das diferentes taxas brutas de
incidência. As regiões Sul e Sudeste, de uma maneira geral, apresentam as
maiores taxas, enquanto que as regiões Norte e Nordeste mostram as menores
taxas. As taxas da região Centro-Oeste apresentam um padrão intermediário
(Instituto Nacional de Câncer – INCA, 2009).
Em 2008 foram esperados 231.860 casos novos para o sexo masculino
e 234.870 para sexo feminino. Estima-se que o câncer de pele do tipo não
melanoma (115 mil casos novos) seria o mais incidente na população
22
Carvalho, M. S.
brasileira, seguido pelos tumores de próstata (49 mil), mama feminina (49 mil),
pulmão (27 mil), cólon e reto (27 mil), estômago (22 mil) e colo do útero (19 mil)
como demonstrado na figura 02 (Instituto Nacional de Câncer – INCA, 2009).
Figura 02 – Tipos de câncer mais incidentes, estimados para 2008 e válidos para 2009, na
população brasileira, sem pele não melanoma. Fonte: Instituto Nacional de Câncer – INCA.
1.3. O Câncer por Região do Brasil
O número de casos novos de câncer de próstata estimados para o Brasil
no ano de 2008 e válidas para 2009, é de 49.530. Estes valores correspondem
a um risco estimado de 52 casos novos a cada 100 mil homens. O câncer de
próstata é o mais freqüente em todas as regiões com risco estimado de
69/100.000 na região Sul, 63/100.000 na região Sudeste, 47/100.000 na região
Centro-Oeste, 38/100.000 na região Nordeste e, 22/100.000 na região Norte
(Instituto Nacional de Câncer – INCA, 2009).
Em termos de valores absolutos, o câncer de próstata é o sexto tipo de
câncer mais comum no mundo e o mais prevalente em homens, representando
cerca de 10% do total de câncer. As taxas de incidência deste tipo de câncer
23
Carvalho, M. S.
são cerca de seis vezes maiores nos países desenvolvidos comparados aos
países em desenvolvimento. A mortalidade por câncer de próstata é
relativamente baixa, o que reflete, em parte, seu bom prognóstico (Instituto
Nacional de Câncer – INCA, 2009).
A dieta tem sido apontada em alguns estudos como fator importante na
etiologia deste câncer. Uma alimentação com base em gordura animal, carne
vermelha e cálcio tem sido associada ao aumento no risco de desenvolver
câncer de próstata. Já uma dieta rica em vegetais, selênio, vitaminas D e E,
licopeno e ômega-3, tem indicado proteção para o desenvolvimento desta
neoplasia. Alguns estudos apontam a obesidade como fator de risco para a
mortalidade por câncer de próstata (Instituto Nacional de Câncer – INCA,
2009).
O número de novos casos de câncer de mama que foram esperados
para o Brasil em 2008 e válidas para 2009 é de 49.400, com um risco estimado
de 51 casos a cada 100 mil mulheres. O câncer de mama é o segundo tipo de
câncer mais freqüente no mundo e o mais comum entre as mulheres. A cada
ano, cerca de 22% dos casos novos de câncer em mulheres são de mama. Em
Pernambuco, assim como nas demais regiões do país, segue-se esta alta
incidência do câncer de mama nas mulheres, como demonstrado na figura 02.
Os fatores de risco relacionados à vida reprodutiva da mulher (menarca
precoce, nuliparidade, idade da primeira gestação a termo acima dos 30 anos,
anticoncepcionais orais, menopausa tardia e terapia de reposição hormonal)
estão bem estabelecidos em relação ao desenvolvimento do câncer de mama.
Além desses, a idade continua sendo um dos mais importantes fatores de risco
(Instituto Nacional de Câncer – INCA, 2009).
2. Etiologia do Câncer
O Câncer não é apenas uma doença, mas um termo genérico usado para
englobar um grupo de mais que duzentas doenças que partilham de
características comuns. Os cânceres são caracterizados por seu crescimento
não regulado e espalhado de células para outras partes do corpo (GABRIEL,
2007).
24
Carvalho, M. S.
Todos os tipos de câncer partilham características semelhantes. As
células normais dos mamíferos possuem mecanismos moleculares que
regulam o seu crescimento, diferenciação e morte. O câncer desenvolve
quando uma célula normal escapa destes mecanismos reguladores e se
proliferam incontrolavelmente, adquirindo a capacidade de invadir tecidos
normais, podendo se metastatizar para sítios distantes (DOUCAS et al., 2006).
As células cancerígenas não estão confinadas para um hiperproliferação
localizada e infiltração do tecido circundante, mas podem se espalhar para
outras partes do corpo através do sistema linfático e sangue, criando depósitos
secundários conhecidos como metástases (GABRIEL, 2007).
Foi preconizado durante muitos anos que o câncer tem um componente
genético e em nível celular pode se dizer que é uma doença genética. Em
1914, Boveri sugeriu que uma aberração no genoma poderia ser responsável
pela origem do câncer. Este foi posteriormente apoiado por provas de que o
câncer, ou o risco de câncer, pode ser herdada; que mutações poderiam
causar tumores em ambos os animais e os seres humanos e que tumores são
monoclonais na origem, isto é, as células de um tumor mostram todas as
características genéticas da célula original transformada. E apenas nos últimos
anos que o envolvimento de genes específicos tem sido demonstrada em nível
molecular (MACDONALD, 2005).
As células cancerígenas contêm muitas alterações que se acumulam e
contribuem para o desenvolvimento de tumores. Ao longo dos últimos 25 anos,
consideráveis informações foram recolhida sobre a regulação do crescimento
celular e proliferação conduzindo à identificação dos proto-oncogenes e os
genes supressores tumorais. Os proto-oncogenes codificam proteínas que são
importantes no controle da proliferação celular, diferenciação, controle do ciclo
celular e apoptose. As mutações nesses genes atuam predominantemente e
conduzem a um ganho de função. Em contrapartida, os genes supressores
tumorais inibem a proliferação celular por prender progressão através do ciclo
celular e o bloqueio da diferenciação. Eles são recessivos, ao nível da célula,
embora eles mostram um modo de herança dominante. Além disso, outras
genes são igualmente importantes para o desenvolvimento de tumores
(MACDONALD, 2005).
25
Carvalho, M. S.
As mutações que levam ao aumento da instabilidade genômica sugerem
defeitos em desencontro excisão e reparo percursos. Genes envolvidos no
processo de reparo do DNA, quando mutados, também predispõem o paciente
a desenvolver o câncer. Além disso, muitos outros genes que codificam
proteínas, tais como proteases ou outras enzimas capazes de perturbar
tecidos, e fatores de permeabilidade vascular, têm sido mostrados por estarem
envolvidos na carcinogênese. Eventos epigenéticos como alterações no grau
de metilação do DNA também têm sido detectados em tumores. Qualquer
combinação destas mudanças podem ser encontradas em um tumor. No seu
conjunto, a progressão para malignidade, portanto, é um caso complexo e
multifatorial (MACDONALD, 2005).
A carcinogênese é um processo multi-etapas; as células acumulam uma
sucessão de mutações genéticas, superando cada mecanismo de defesa
natural anti-câncer dentro da célula, conferindo uma vantagem no crescimento,
e dirigindo a transformação de uma célula normal em uma maligna. Mesmo
depois de um câncer, foi formada, a instabilidade genética das células malignas
significa que as mudanças na natureza do câncer continuam a ocorrer, criando
dificuldades relativas às estratégias terapêuticas. A maioria dos cânceres
resultam de uma série de erros genéticos que ocorrem durante um período
prolongado, por conseguinte, a incidência de cânceres aumenta com a idade
(DOUCAS et al., 2006).
Dentre os principais critérios a serem analisados nos estudos de
citotoxicidade in vitro pode-se citar a seletividade quanto à linhagem celular
cancerígena estudada. Um composto que destrói todas as linhagens de células
cancerígenas provavelmente mata também as células normais, inviabilizando
sua aplicação no paciente. A importância de se estudar um número abrangente
de linhagens celulares é ressaltado, principalmente correlacionando os usos
terapêuticos de determinados fármacos padrões já utilizados na clínica,
baseados em dados da literatura, com o espectro de ação dos tipos de tumores
para os quais estes fármacos antineoplásicos são eficazes.
26
Carvalho, M. S.
3. Cultura de Células
Embora os primeiros experimentos com cultura de células tenham sido
iniciados no século passado com o trabalho do zoólogo americano Ross
Granviele Harrison, na Universidade Johns Hopkins, o uso desta técnica
continua sendo uma importante ferramenta de pesquisas. Este pesquisador
demonstrou que fragmentos de tecido podiam ser mantidos in vitro,
empregando culturas de medula espinhal embrionária de anfíbios, conseguindo
assim observar o crescimento dos axônios de neuroblastos, e estabelecendo
que estes se formavam por expansão, a partir do corpo neuronal e não por
fusão de uma cadeia de células. As observações de Harrison resolveram uma
das controvérsias em neurobiologia, demonstrando que as fibras nervosas
efetivamente emergiam das células nervosas do tubo medular (HARRISON,
1907).
Cultura de célula é o termo geral para a remoção de células, tecidos ou
órgãos de um animal ou vegetal com sua posterior colocação em um ambiente
artificial propício ao crescimento. Este ambiente geralmente consiste de um
recipiente de vidro ou um recipiente de plástico para cultura contendo um meio
líquido ou semi-sólido que fornece os nutrientes essenciais para a
sobrevivência e o crescimento. A cultura de todo órgão ou fragmentos de
órgãos intactos com a intenção de estudar a continuação da sua função ou o
desenvolvimento é chamado cultura de órgãos. Quando as células são
removidas de fragmentos de órgão antes, ou durante o cultivo, assim,
perturbando a sua relação normal com células vizinhas, é chamado cultura de
células (RYAN, 2008).
3.1.Classificação das Culturas de Células
3.1.1.Cultura primária
Quando as células são removidas cirurgicamente a partir de um
organismo e colocado em um ambiente adequado de cultura, que irão se
juntar, dividir e crescer, é chamado de cultura primária, também chamadas de
27
Carvalho, M. S.
culturas finitas, originam-se de células desagregadas recentemente de tecidos
de um organismo e possuem tempo limitado de vida em cultura – normalmente
não mais que 5 a 20 ciclos de divisão celular. A maioria das células normais
não dá origem a linhagens celulares contínuas, e após certo período, as células
em cultura entram em senescência e morrem (CONDIT, 2001; SPECTER et al.,
2002; McATEER & DAVIS, 2002; MARTINS, BOAVENTURA & LIMA, 2005;
ANDREI, 2006).
Existem dois métodos básicos para o preparo de culturas primárias.
Primeiro, pequenos pedaços de tecido são colocados em vasos de cultura de
células aproriados de vidro ou plástico e banhado em meio de cultura. Depois
de alguns dias, as células individuais se moverão a partir do tecido alvo para
fora na superfícice do vaso de cultura ou substrato onde vão iniciar a divisão e
o crescimento. O segundo método mais amplamente utilizado, acelera esse
processo, acrescentando enzimas digestivas (proteolíticas), tais como a tripsina
ou colagenase, para dissolver os fragmentos de tecido formados que ligam as
células e faz com que permaneçam juntas. Isto cria uma suspensão de células
simples que são então colocadas em recipientes de cultura contendo meio de
cultura e que permite o crescimento e divisão. Este método é chamado
dissociação enzimática (Figura 3) (RYAN, 2008).
As células que se encontram aderidas devem ser ―liberadas‖ da
superfície antes de se realizar a contagem na câmara de Neubauer.
Geralmente utiliza-se a tripsina-EDTA (0,05 % de 1:250 de tripsina, isto é,
tripsina que sob condições testadas pode digerir 250 g de substrato para cada
1 g de tripsina adicionada e 0,02 % de EDTA). As proteínas de adesão destas
células necessitam de cálcio e magnésio para exercerem sua função. Devido a
estas características, a tripsina e o EDTA são utilizados em conjunto. A tripsina
age digerindo e clivando as proteínas de adesão; o EDTA, por sua vez, quela
os cátions divalentes livres. Dependendo do experimento que será feito, a
tripsina não poderá ser utilizada para a remoção das células, métodos
alternativos devem ser adotados (WIGLEY, 2002).
28
Carvalho, M. S.
Remoção do
tecido
Trituração
do tecido
Digestão com
enzimas
proteolíticas
Placa de
cultura
Figura 03 - Método de dissociação enzimática. Fonte: Technical Bulletin. Introduction to Animal
Cell Culture (2008)
3.1.2. Culturas Secundárias
Se as células em cultura primária são removidas dos recipientes de
cultura, elas podem então ser usadas para criar um grande número de culturas
secundárias. A partir das células, estas culturas secundárias podem, por sua
vez, serem usadas para criar novas culturas e assim por diante. Isto é
denominado variavelmente como passagem, subcultura celular ou em
plaqueamento (as culturas são ainda chamadas culturas secundárias)
(BIOELECTRONICS IV, 2007).
As culturas primárias e secundárias são úteis, por exemplo, para estudar
a bioquímica, fisiologia e comportamento das células em condições definidas,
embora se deve ter cautela na relação desses resultados e com o
comportamento das células do animal ou seja, estudos in vivo. As culturas
secundárias não poderão ser mantidas por mais tempo do que alguns meses.
A maioria das células animais cultivadas morrem após um número finito de
divisões celulares (50-100 gerações no caso dos fibroblastos da pele humana.
No entanto às vezes células variantes aparecem em culturas que irão dividir
indefinidamente. Estas culturas de células imortais são chamadas linhas
celulares estabelecidas. A natureza da mudança herdável o que leva à
"imortalização" é desconhecida. Não é exatamente a mesma que a
29
Carvalho, M. S.
transformação maligna, que dá origem à células cancerosas, apesar das linhas
celulares parece ser um passo mais próximo das células cancerosas. Grandes
populações de células podem ser produzidas pelo crescimento das linhas
celulares estabelecidas e de culturas de células secundárias e lojas de células
que podem ser mantidas em um profundo congelamento (-70 ° C) por períodos
indefinidos. As culturas celulares especialmente, em linhas celulares são
amplamente usados em pesquisas médicas e científicas e têm usos industriais,
por exemplo: a produção de vacinas (BIOELECTRONICS IV, 2007).
Quando as células do recipiente da cultura primária tem crescido e
consumiu todo o substrato disponível da cultura, por exemplo como
representado nas células renais de hamster, BHK (Baby Hamster Kidney) em
alta densidade celular (Figura 4), eles devem ser subcultivados (manutenção)
para dar-lhes espaço para continuação do crescimento. Isso geralmente é feito
por removê-los com a maior precaução possível a partir do substrato com
enzimas. Estes são semelhante às enzimas utilizadas na obtenção da cultura
primária e são utilizadas para quebrar as proteínas de adesão das células para
o substrato. Algumas linhas celulares podem ser colhidas suavemente por
raspagem do fundo do recipiente de cultura. Uma vez desagregadas, a
suspensão celular pode então ser subdividida e colocadas em novos vasos de
cultura (RYAN, 2008).
30
Carvalho, M. S.
Células BHK em
baixa densidade
Células BHK
em alta
densidade celular
Figura 04 – Cultura de células renais de hamster, BHK (Baby Hamster Kidney) em crescimento
com baixa densidade celular (acima) e células BKH crescendo em alta densidade celular
(abaixo). Fonte: Bioelectronics IV 2007.
4.
Diaminodicloroplatina
(II)
–
Cisplatina
–
Como
um
Fármaco
Anticancerígeno Eficaz
Em 1965, o químico americano Rosenberg, na Universidade do Estado
de Michigan, constatou que a eletrólise com eletrodos de platina inibiu o
crescimento da bactéria Escherichia coli. Este grupo de pesquisa determinou
que a platina oxidada por eletrólise para Pt+2 reage com cloreto de sódio e sais
de amônio no meio de crescimento bacteriano, formando a cisplatina
(ROSENBERG et al., 1965) (Figura 05). Devido à capacidade da cisplatina
para inibir a divisão celular, Rosenberg analisou suas possíveis propriedades
anticâncer e concluiu que, na verdade, este composto inibiu o crescimento de
sarcomas transplantados em ratos (ROSENBERG et al., 1973). Atualmente, a
cisplatina tornou-se uma das principais drogas quimioterápicas.
31
Carvalho, M. S.
A cisplatina foi introduzida para a clínica por volta de 1980 e este
fármaco tem sido usado com sucesso em várias formas de câncer,
particularmente para o tratamento de câncer testicular e ovário.
Figura 05 - Cisplatina
4.1. Mecanismo de Ação da Cisplatina
O mecanismo de ação da cisplatina é atribuída à ligação ao DNA, com
formação de aductos, originando ligações intra e intercadeias que induzem
alterações estruturais (Figura 06). O seu efeito citotóxico é, assim, causado
pela inibição da transcrição e replicação, induzindo a apoptose (MELLOR et al.,
2005).
32
Carvalho, M. S.
H3N
Cl
Pt
H3N
Cl
Cisplatin
Figura 06 - Cristalografia da Estrutura de dupla fita de DNA contendo um decâmero cisplatina
cis-[PtCl2(NH3)2], contendo aductos intra e inter-cadeias
A cisplatina entra na célula principalmente por difusão passiva, embora a
sua absorção e efluxo tem sido associada às vias metabólicas do cobre,
implicando na alta afinidade do transportador de cobre (CTR1) e o cobre
transportando trifosfato de adenosina tipo-P (ATP-7B) (KUO et al., 2007). Uma
vez dentro da célula, a cisplatina forma aductos com o DNA com uma
preferência pelas regiões.nucleossomais. Neste processo, a cisplatina perde
um de seus íons cloreto e se liga a uma molécula de água, a fim de atacar o
nitrogênio da posição 7 da purina do DNA. Posteriormente, o outro cloreto é
substituído por uma outra molécula de água, assim, uma ligação ao DNA na
forma covalente para produzir 1, 2 ou 1, 3 ligações intrafita ou interfitas. A
cisplatina também forma monoaductos simples com o DNA, ou monoaductos
que se ligam a proteínas ou também às moléculas glutationa (Figura 07)
(CHVÁLOVÁ et al., 2007; LAGUNAS et al., 2008). A importância desse
mecanismo molecular é ressaltado pelos estudos demonstrando que os níveis
de aductos DNA-platina estão correlacionados com a resposta clínica da
cisplatina (BRABEC et al., 2005; MARTELLI et al., 2007).
33
Carvalho, M. S.
Figura 07 – Ligação da cisplatina ao DNA - (a) ligações intrafita (b), ligações interfitas (c), e
monoaductos (d). Fonte: (CHVÁLOVÁ et al., 2007; LAGUNAS et al., 2008).
O dano produzido pela cisplatina é detectado e reparado pela via de
excisão de nucleotídeo, que envolve duas subvias: transcrição acoplada à via
de excisão de nucleotídeo e a via de excisão de nucleotídeo genômica global.
Em alguns trabalhos reportado por Furuta e colaboradores (2002) que células
deficientes de transcrição acoplada à via de excisão de nucleotídeo são
hipersensíveis à cisplatina, mostrando que a essa via pode ser responsável
pela resistência à droga de platina. Se o dano produzido pela cisplatina não é
totalmente reparado, as células emitem sinais para iniciação da morte celular
através de apoptose ou necrose, dependendo da concentração particular de
cisplatina e tecidos específicos envolvidos.
4.2. Desenvolvimento de complexos similares à cisplatina, sobretudo com
menos efeitos colaterais
Desde a descoberta da cisplatina por serendipidade em 1965, os
pesquisadores tem se centrado no desenvolvimento de complexos como a
cisplatina, com semelhante atividade terapêutica, mas com menos efeitos
colaterais do que o composto original. Modificações estruturais na cisplatina
tem envolvido mudanças nos grupos retiradores de elétrons, produzindo uma
série de derivados com a mesma atividade biológica da cisplatina, (devido ao
fato de que intracelularmente eles são hidrolisados às mesmas espécies
eletrofílicas, a saber, [(NH3)2Pt(H2O)2]2+), mas com taxas reduzidas de ativação
e uma subsequente redução na toxicidade não-específica. Esta estratégia tem
resultado no desenvolvimento da carboplatina (2), (Figura 08), que é ativa
34
Carvalho, M. S.
contra os mesmos tipos de tumores como a cisplatina, mas com menor
toxicidade sistêmica, que tem permitido a sua introdução na oncologia
pediátrica (MURRY et al., 1997; VEAL et al., 2007).
Em contrapartida, as modificações nos grupos carreadores de elétrons
rendem espécies eletrofílicas que são diferentes do composto original,
produzindo, assim, produzem diferentes aductos no DNA e mudanças na
citotoxicidade. Esta estratégia alternativa levou à síntese da oxaliplatina (3),
(Figura 08), um fármaco que age em tumores cisplatina-resistentes, como o
adenocarcinoma colorretal, e que exerce efeitos colaterais tóxicos bastante
distintos aos do composto original (RAYMOND et al., 1998).
Mudando ambos os grupos, carreadores e retiradores de elétrons tem
rendido milhares de complexos Pt (II); no entanto, além dos três já
mencionados, que ganharam aprovação mundial [cisplatina (1), em 1978,
carboplatina (2) em 1991 e oxaliplatina (3), em 2004], apenas três mais tem
sido aprovados para uso clínico em países específicos, a saber nedaplatina (4),
no Japão, lobaplatina (5) na China e heptaplatina (6), na Coreia do Sul,
respectivamente (Figura 08) (GALANSKI et al., 2005).
H3N
Cl
H3N
Cl
H3N
Pt
Pt
H3N
NH2 O
Pt
NH2 O
OCO
Cisplatin
OCO
Carboplatin
(1)
O
O
O
Oxaliplatin
(2)
NH3
O
(3)
NH2
Pt
NH2
O
O
NH3
NH2
O
Pt
Pt
NH2
O
O
O
Nedaplatin
(4)
Iobaplatin
(5)
O
Heptaplatin
(6)
Figura. 08 - Estruturas químicas dos complexos com platina: cisplatina, carboplatina,
oxaliplatina, nedaplatina, iobaplatina e heptaplatina.
O recente aumento nos ensaios clínicos envolvendo fármacos
anticancerígenos com platina, outros derivados de platina introduzidos
35
Carvalho, M. S.
posteriormente, carboplatina e oxaplatina (Figura 08), reflete a eficácia e a taxa
de sucesso da cisplatina, o primeiro e mais poderoso membro da classe. No
entanto, o fármaco de grande utilidade clínica tem seu uso limitado pela
toxicidade sendo restrita a utilização em altas doses e especialmente a
resistência do tumor. Por exemplo, enquanto a alta eficácia na resposta pode
ser alcançada no câncer de ovário, a longo prazo a eficácia vai diminuindo,
devido ao desenvolvimento de resistência medicamentosa levando a
reincidência e posterior morte da maioria destes pacientes (JUNG. et al., 2007;
TETKO et al., 2008; HO et al., 2003).
Ademais, a cisplatina tem efeitos colaterais severos que incluem
nefrotoxicidade, neurotoxicidade, mielosupressão, ototoxicidade, anafilaxia,
neuropatias periféricas e a condução à resistênca no tratamento. A resistência
é considerada ser multifatorial e inclui reduzida acumulação intracelular do
fármaco, o aumento da glutationa e inativação pela metalotioneína, aumento do
reparo dos danos do DNA e alterações nas vias apoptóticas (GONZÁLEZVADILLO et al., 2007; SIDDIK et al., 2003).
5.
O anel Imidazolidínico e suas potencialidades em atividades
farmacológicas
Nos últimos anos, um número de abordagens ―drug delivery‖ tem sido
desenvolvidas, com o objetivo de reduzir efeitos colaterais tóxicos relacionados
à quimioterapia pelo uso de carreadores seletivamente aos tumores alvos para
entrega de agentes citotóxicos aos tecidos doentes, assim poupando as células
normais. Tais farmacóforos incluem substâncias bioativas, tais como
aminoácidos, açúcares, ácidos da bile, folatos e análogos de hormônios.
Alternativamente,
porções
do
alvo
macromolecular
não
tóxico,
não
imunogênico e não pirogênico poderiam ser usadas para esse propósito. Esta
estratégia explora o chamado efeito EPR (enhanced permeability and
retention), efeito no da aumento da permeabilidade e retenção, baseado em
características peculiares de tumores de sangue e vasos linfáticos, resultando
numa aumentada difusão macromolecular para fora da corrente sanguínea
36
Carvalho, M. S.
dentro do tecido tumoral e uma ineficiente remoção da droga pelo tumor (IYER
et al., 2006; VICENT et al., 2006).
As porções biológicas (alvo ativo) ou macromolecular (alvo passivo)
podem agir cada uma como um grupo retirador ou como um ligante carreador
(como mostrado na Figura 09). Quando uma porção alvo age como um grupo
retirador no final do complexo, as funcionalidades coordenadas são geralmente
grupos dicarboxilados. Dessa forma, uma porção [Pt(NH3)2]2+ presa ao braço
pode ser liberada ao DNA para formar o mesmo aducto intracadeia cisPt(NH3)2d(GpG) a. como a cisplatina. A taxa de dissociação da platina dos
farmacóforos é crucial para as propriedades citotóxicas dos conjugados (VAN
ZUTPHEN et al., 2005; MILANESIO et al., 2008).
Espaçador
Farmacóforo:
Unidade
Citotóxica
Bioligante (alvo ativo) ou Macromolécula
(alvo passivo)
Figura 09 – Agentes para drogas alvo e entrega: esquema geral de um bioconjugado
Em contraste, quando a porção alvo age como um grupo carreador no
final do complexo (Figura 09), ele permanecerá coordenado à droga sobre a
penetração na célula e ligação ao DNA, significativamente modificando as
propriedades físico-químicas dos aductos no DNA resultantes. Nestes casos, o
espaçador geralmente no final, ou contém um grupo diamino funcionalmente
quelante (por exemplo, etilenodiamino) (VAN ZUTPHEN et al., 2005;
MILANESIO et al., 2008).
A química de complexos de metais de transição com ligantes contendo
imidazolidinas tem recebido larga atenção devido ao diverso perfil de atividades
farmacológicas de compostos com diferentes atividades (KOVALA-DEMERTZI
et al., 2008). De acordo com as numerosas atividades biológicas relatadas
37
Carvalho, M. S.
pelos compostos imidazolidínicos, uma gama de complexos com platina II e
platina IV contendo ligantes que tem nitrogénio tem sido sujeito de intensiva
avaliação biológica tendo como ponto chave a diminuição dos níveis de
toxicidade e terapias anticâncer mais seletivas (JAKUPEC et al., 2003).
No trabalho de revisão reportado pelo Grupo de Pesquisa em Inovação
Terapêutica (GPIT), publicado no ano de 2008 foram abordados a relação
estrutura, reatividade e propriedades biológicas da hidantoína (imidazolidina2,4-diona), que é um 2,4-dicetotetrahidroimidazol descoberto por Bayer em
1861. As tiohidantoínas e derivados foram preparados, tendo propriedades
químicas
atividades
similares
correspondendo
biológicas
(Figura
aos
10)
compostos
como
carbonil.
anticâncer,
Algumas
antimicrobiana,
anticonvulsulsivante, esquistossomicida são atribuídas à reatividade química e
consequente afinidade dos anéis hidantoínicos à biomacromoléculas. Ademais,
o conhecimento sobre a química das hidantoínas têm aumentado muito nas
investigações científicas (OLIVEIRA et al., 2008).
H
Y
5
4
HN
3
1
2
H
NH
X
Ansiolíticos
Figura 10 – Potencialidades de atividades biológicas do núcleo imidazolidínico
38
Carvalho, M. S.
Os complexos contendo ligantes hidantoínicos tem sido reportado por
possuir atividade citotóxica/antitumor. Alguns derivados hidantoínicos tais como
ditienilhidantoína, 5,5-dipiridilhidantoína, espirohidantoínas e hidantoínas 3,5dissubstituídas exibem atividades antiviral, anticonvulsivante e citotóxica
(RAJIC et al., 1986; BAKALOVA. et al., 2005; 2008). Novos complexos de
platina (II) e platina (IV) com 5-metil-5-(4-piridil)-2,4-imidazolidina-diona e vários
íons halogênios com fórmula geral [PtL2X2] e [PtL2Cl4], onde L é o ligante
orgânico e X é Cl-, Br-, J-, foram sintetizados (Figura 11).
Os efeitos citotóxicos destes complexos foram avaliados em algumas
linhagens de células cancerígenas humanas. O recém sintetizado complexo
cis-[PtL2Cl2] exerceu atividade citotóxica contra linhagens de células tumorais
SKW-3, MCF-7, EJ, U-266, enquanto cis-[PtL2Br2], trans-[PtL2I2] foram menos
ativos. O mais alto estado de oxidação do complexo cis-[PtL2Cl4] foi inativa em
todas as linhagens celulares (BAKALOVA. et al.,2008).
39
Carvalho, M. S.
O
O
H
N
HN
HN
O
H3C
N
HN
NH
2
N
Cl
Pt
N
O
H3C
1
O
H
N
Pt
Cl
HN
CH3
Br
N
O
NH
CH3
O
O
O
O
H
N
I
N
CH3
H
N
H
N
HN
O
N
H
O
Br
O
H3C
N
Pt
I
N Cl Cl
Pt
N Cl Cl
4
3
O
O
N
H
HN
NH
CH3
O
Figura 11 – Estruturas esquemáticas de complexos de Pt (II) investigados cis-[PtL2Cl2] (1), cis[PtL2Br2] (2), trans-[PtL2I2] (3) and cis-[PtL2Cl4] (4). Fórmula geral [PtL2X2] and [PtL2Cl4], onde L
- é o ligante orgânico e X é Cl , Br , I .
40
Carvalho, M. S.
OBJETIVOS
2.1. Geral
Contribuir para a terapia anticâncer atual através da avaliação da
atividade citotóxica de complexos imidazolidínicos cisplatínicos (Série Cx),
derivados
2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(Série
LPSF/NN),
e
derivados
imidazolidina-2,4-diona (Série LPSF/MS), demonstrando como as propriedades
eletrônicas e lipofílicas dos compostos podem influenciar na resposta biológica,
enfatizando as crescentes pesquisas no desenvolvimento de novos complexos
com platina utilizando ligantes contendo nitrogênio como os derivados
imidazolidínicos.
2.2. Específicos

Síntese de novos compostos de coordenação de platina contendo como
ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(Série Cx);

Determinação estrutural dos novos compostos de coordenação de
platina contendo como ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2tioxo-imidazolidin-4-ona, Série Cx (Cx-33, Cx-40, Cx-42, Cx-47 e Cx-25) (VIIXI) por infravermelho; e dos derivados da Imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS)
sintetizados pelos métodos espectroscópicos convencionais: infravermelho e
ressonância magnética nuclear de hidrogênio;

Avaliação Citotóxica in vitro dos derivados da série 2-tioxo-imidazolidin-
4-ona (LPSF/NN) (I-IV), dos derivados imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS) (IVV) e de complexos imidazolidínicos cisplatínicos (Cx) (VII-X) frente a 4
linhagens de células cancerígenas humana: HL-60 (leucemia promielocítica),
MDAMB-435 (melanoma - humano), HCT-8 (cólon - humano) e SF-295
(glioblastoma - humano);
41
Carvalho, M. S.

Avaliação da Atividade hemolítica para avaliar o potencial derivados da
série 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN) (I-IV), dos derivados imidazolidina2,4-diona (LPSF/MS) (IV-V) e de complexos imidazolidínicos cisplatínicos
(Cx) (VII-X) em causar lesões na membrana plasmática da célula, seja pela
formação de poros ou pela ruptura total.
42
Carvalho, M. S.
REFERÊNCIAS
AHMAD, S., ISAB, A.A., PERZANOWSKI, H. P. Ligand scrambling reactions of
cyano(thione)gold(I) complexes and determination of their equilibrium
constants. Can. J. Chem. 80, 10, 1279–1284. 2002.
AHMAD, S., ISAB, A. A., ALI, S., AL-ARFAJ, A. R. Perspectives in bioinorganic
chemistry of some metal based therapeutic agents. Polyhedron 25, 1633–1645,
2006.
ALBUQUERQUE, M. C. P. A.; SILVA, T. G.; PITTA, M. G. R.; SILVA, A. C. A.;
SILVA, P. G.; MALAGUENO, E.; SANTANA, J. V.; WANDERLEY, A. G.; LIMA,
M. C. A.; GALDINO, S. L.; BARBE, J.; PITTA, I. R. Synthesis and
schistosomicidal activity of new substituted thioxo-imidazolidine compounds.
Pharmazie. 60:1, 13-17. 2005.
ANDREI, G. Three-dimensional culture models for human viral diseases and
antiviral drug development. Antivir. Res., 71:96-107. 2006.
AKRIVOS, P.D. Recent studies in the coordination chemistry of heterocyclic
thiones and thionates. Coord. Chem. Rev. 213, 181. 2001.
BAKALOVA, A., R. BUYUKLIEV, G. MOMEKOV, D. IVANOV, D. TODOROV, S.
KONSTANTINOV, M. KARAIVANOVA. Synthesis, physicochemical and in vitro
pharmacological investigation of new platinum (II) complexes with some
cycloalkanespiro-5′-hydantoins. Eur. J. Med. Chem 40, 590–596. 2005.
BAKALOVA, A.: VARBANOV, H.; BUYUKLIEV, R.; MOMEKOV, G.;
FERDINANDOV D.; KONSTANTINOV; S.; IVANOV, D. Synthesis,
characterization and biological activity of Pt(II) and Pt(IV) complexes with 5methyl-5(4-pyridyl)-2,4-imidazolidenedione. European Journal of Medicinal
Chemistry. 43, 958 e 965, 2008.
BIERBACH, U., BROW, J.M., PLEATMAN, C.R. Cytotoxic Acridinylthiourea and
Its Platinum Conjugate Produce Enzyme-Mediated DNA Strand Breaks.
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters v.12, 2953–2955. 2002.
Bioelectronics IV. Laboratory - Cell Culture and Biocompatibility. 2007.
BERTRAND, J.-C. DNA Repair in Cancer Therapy; HUMANA: TOTOWA, NJ,
51–72. 2004.
BOULIKAS, T.; VOUGIOUKA, M. Cisplatin and platinum drugs at the molecular
level. Oncol. Rep. 10,1663–1682. 2003.
BLACKBURN, T. P.; SLOVITER, R. S. Epilepsy, parkinson‘s disease, migraine
and brain plasticity – the next paradigm shift? Current Opinion in
Pharmacology, v.3, p. 3-5. 2003.
43
Carvalho, M. S.
BJELOSEVIC ,H., SPÉGEL, C., SNYGG, A. S., GORTON L., ELMROTH, S.
K.C., PERSSON,T. Synthesis and structural characterisation of novel platinumbased drug candidates with extended functionality by incorporation of
bis(diphenylphosphino)ferrocene units as metal chelators. Tetrahedron. 62,
4519–4527. 2006.
BERRIDGE, M. V., TAN, A. S., McCOY, K. D., WANG, R. The Biochemical and
Cellular Basis of Cell Proliferation Assays that Use Tetrazolium Salts.
Biochemica4: 14-19. 1996.
BRABEC, V.; KASPARKOVA, J., Modifications of DNA by platinum complexes
relation to resistance of tumors to platinum antitumor drugs. Drug Resistance
Updates, v. 8, n. 3, pp. 131–146, 2005.
BRANDAO, S. S. F.; ANDRADE, A. M. C.; PEREIRA, D. T. M.; BARBOSA
FILHO, J. M.; LIMA, M. C. A.; GALDINO, S. L.; PITTA, I. R.; BARBE, J. A novel
way of synthesis of 1,3,5-trisubstituted-2-thioxoimidazolidinones. Heterocyclic
Communications. 10:1, 9-14. 2004.
BROWN, M.L., GRIMM,J. B.;.STABLESB,J.P. Design, synthesis, and
development of novel caprolactam anticonvulsants. Bioorganic & Medicinal
Chemistry, v. 11, p. 4133–4141, 2003.
BRUIJNINCX, P.C. A; SADLER, P. New trends for metal complexes with
anticancer activity. J. Current Opin.Chem. Biol., 12,197-206. 2008.
BURROWS, M.T. The cultivation of tissues of the chick embrio outside the
body. J. Amer. Med. Ass., 55:2057. 1910.
BURROWS, M.T. A method of furnishing a continuous supply of new medium to
a tissue culture in vitro. Anat. Rec., 6:141-144. 1912.
CARREL, A. On the permanent life of tussiues outside the organism. J. Exp.
Med., 15:516-528. 1912.
CARREL, A. Artificial activation of the growth in vitro of connective tissue. J.
Exp. Med., 17:14-19. 1913.
CARREL, A. A method for the physiological study of tissues in vitro. J. Exp.
Med. 38:407-420. 1923.
CATERINA; M. C.; PERILLO, I. A., BOIANI, L. et al., Imidazolidines as new
anti-Trypanosoma cruzi agents: Biological evaluation and structure–activity
relationships. Bioorganic & Medicinal Chemistry 16, 2226–2234. 2008.
44
Carvalho, M. S.
CECHINEL FILHO, V., CAMPOS, F.; CORRÊA, R., YUNES, R. A.; J. NUNES
R. Aspectos Químicos e Potencial Terapêutico de Imidas Cíclicas: Uma
Revisão da Literatura. Quim. Nova, v. 26, N. 2, 230-241. 2003.
CESARINI, S., SPALLAROSSA A., RANISE A., SCHENONE, S., ROSANO, C.,
LA COLLA, P., SANNA, G., BUSONERA, B., LODDO, R. European Journal of
Medicinal Chemistry. 1-13. 2008.
CONDIT, R.C. Principles of Virology, pp.19-52. In: D. M. Knipe, P. M. Howley,
D. E. Griffin, R. A. Lamb, M. A. Martin, B. Roizman, & S. E. Straus (eds).
th
Virology, 4 ed. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia. 2001.
CORNER, J. What is cancer? In: Cancer Nursing Care in Context (eds J.
Corner and C. Bailey), Blackwell Publishing, Oxford. 2001.
CHVÁLOVÁ, K., BRABEC, V., AND J. KASPÁRKOVÁ, Mechanism of the
formation of DNA-protein cross-links by antitumor cisplatin, Nucleic Acids
Research, v. 35, n. 6, pp. 1812–1821, 2007.
CHAN, C. K. S., BURKE, ZHU, S. L., H., PILETZ, J. E.; HEAD, G. A.
Imidazoline receptors associated with noradrenergic terminals in the rostral
ventrolateral medulla mediate the hypotensive responses of moxonidine but not
clonidine. Neuroscience. 132 991–1007. 2005.
DALE, M.M.; RANG, H.P.; RITTER,J.M. Farmacologia. 5 ed. Elsevier. 2004.
DOUCAS H, BERRY D P. Basic principles of the molecular biology of cancer I.
Basic Science, Surgery; 24(2): 43–7. Ed. Elsevier Ltd. 2006.
DYLAG, T., ZYGMUNT, M., MACIAG, D. et al., Synthesis and evaluation of in
vivo activity of diphenylhydantoin basic derivatives. European Journal of
Medicinal Chemistry 39, 1013–1027. 2004.
EAGLE, H.; OYAMA, V. I. & LEVY, M. Amino Acid Requirement of normal and
malignant human cells in tissue culture. Arch. Biochem. Bioph., 67:432-446.
1957.
FURUTA, T.; UEDA, T.; AUNE, G.; SARASIN, A.; KRAEMER, K. H.;
POMMIER, Y. Transcription-coupled nucleotide excision repair as a
determinant of cisplatin sensitivity of human cells. Cancer Research. 62, no.
17, pp. 4899–4902, 2002.
FLEISCHER, H. Structural chemistry of complexes of (n-1)d10 nsm metal ions
with -N-donor substituted thiolate ligands (m = 0, 2). Coord. Chem. Rev. 249,
799-827. 2005.
GABRIEL, J. edited by. The Biology of Câncer. Second edition. John Wiley &
Sons Ltd. 2007.
45
Carvalho, M. S.
GALANSKI, M., JAKUPEC, M.A., KEPPLER, B.K. Update of the Preclinical
Situation of Anticancer Platinum Complexes: Novel Design Strategies and
Innovative Analytical Approaches. Curr. Med. Chem. 12 (18). 2075-2094. 2005.
GEY, G. O., COFFMAN, W.D., KUBICEK, M.T. Tissue culture studies of the
proliferative capacity of cervical carcinoma and normal epithelium. Cancer
Res., 12:364- 365. 1952.
GONZÁLEZ-VADILLO, A.M., ÁLVAREZ-VALDÉS, A., MONEO, V., BLANCO,
F., DÍAZ, R.G., CARNERO, A., NAVARRO-RANNINGER, C. Structure-activity
relationship of new trans-platinum(II) and (IV) complexes with cyclohexylamine.
Interference with cell cycle progression and induction of cell death. Journal of
Inorganic Biochemistry. 101, 551–558. 2007.
HAM, R. G. Clonal growth of mammalian cells in a chemically defined synthetic
medium. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 53:288-293. 1965.
HARRISON, R.G. Observations on the living developing nerve fiver. Proc. Soc.
Exp. Biol. Med., 4:140-143. 1907.
HO, Y.P., AU-YEUNG, S.C., To, K.K. Platinum-based anticancer agents:
innovative design strategies and biological perspectives. Med. Res. Rev. 23,
633–655. 2003.
HUQ, F.; Yu, J. Q.; DAGHRIRI, H.; BEALE, B. ―Studies on activities, cell uptake
and DNA binding of four trans-planaramineplatinum(II) complexes of the form:
trans-PtL(NH3)Cl2, where L= 2-hydroxypyridine, imidazole, 3-hydroxypyridine
and imidazo(1,2-α)pyridine, Journal of Biochemistry 98, 1261-1270. 2004.
INCA (Instituto Nacional de Câncer/Coordenação de Prevenção e
Vigilância/Ministério da Saúde)- Estimativa 2008 – Incidência de Câncer no
Brasil. Disponível on-line em:
«http://www.inca.gov.br/estimativa/2008/versaofinal.pdf» Visitado em:
27/12/2008.
INCA/Ministério da Saúde. Fisiopatologia do Câncer-Ações de enfermagem
para o controle do câncer. Uma Prosposta de Integração Ensino-Serviço. 2ª ed.
Capt.2. 2002.
Disponível on-line em:
«http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/inca/acoes_cap2.pdf » Visitado
em: 28/12/2008
ISMAEL, G. F.V., ROSA, D. D., MANO, M. Novel cytotoxic drugs: Old
challenges, new solutions. Cancer Treatment Reviews, 34, 81– 91. 2008.
46
Carvalho, M. S.
IYER, A.K.; KHALED, G.; FANG, J.; MAEDA, H. Exploiting the enhanced
permeability and retention effect for tumor targeting. Drug Discov. Today 11,
812-818. 2006.
JAKUPEC, M.A., M. GALANSKI, B.K. KEPPLER. Tumour-inhibiting platinum
complexes: state of the art and future perspectives. Rev. Physiol. Biochem.
Pharmacol. 146, 1-10. 2003.
JUNG, Y., LIPPARD, S.J. Direct Cellular Responses to Platinum-Induced DNA
Damage. Chem. Rev. 107, 1387–1407. 2007.
KOVALA-DEMERTZI, D., ALEXANDRATOS, A., PAPAGEORGIOU A., YADAV,
P. N., DALEZIS Panagiotis, Demertzis, M. A. Polyhedron. 27, 2731–2738.
2008.
KUO, M. T., CHEN, H. H. W., SONG, I.-S. SAVARAJ, N., ISHIKAWA, T. The
roles of copper transporters in cisplatin resistance. Cancer and Metastasis
Reviews, v. 26, no. 1, pp. 71–83, 2007.
KURZ ,T.; WIDYAN , K. A convenient synthesis of 3-amino-4-imino(thioxo)imidazolidin-2-ones.Tetrahedron Letters. 45. 7049–7051. 2004.
LAGUNAS, V. M.; ZAJGLA, J. M.. Nuclear Factor-kappa B as a Resistance
Factor to Platinum-Based Antineoplasic Drugs. Review Article. Metal-Based
Drugs. 1-6. 2008. doi:10.1155/2008/576104.
LEO, A.J., Hansch C., Role of Hydrophobic Effects in Mechanistic QSAR.
Perspect. Drug Discov. Des. 17, 1–25. 1999.
LEWIS, W. & LEWIS, M. The growth of embryonic chick tissues in artificial
media, agar and bouillon. Johns Hopk. Hosp. Bull., 22:126 . 1911.
MARTINS, A. K. A.; BOAVENTURA, M. F. C. & LIMA, M. M. R. Cultivo de
linhagens permanentes, pp: 41-49. In: C. M. Peres, R. Curi (eds.) Como
cultivar células, Editora Guanabara Koogan S.A. Rio de Janeiro, Brasil. 2005.
MARTELLI, L., DI MARIO, F., BOTTI, P., RAGAZZI, E., MARTELLI, M.
KELLAND, L., Accumulation, platinum-DNA adduct formation and cytotoxicity of
cisplatin, oxaliplatin and satraplatin in sensitive and resistant human
osteosarcoma cell lines, characterized by p53 wild-type status. Biochemical
Pharmacology, v. 74, n. 1, pp. 20–27, 2007.
MACDONALD, F.; FORD, C.H.J.; CASSON, A.G. Molecular Biology of
Cancer. Second edition. Taylor & Francis e-Library, 2005.
47
Carvalho, M. S.
MELLOR, H.R.; SNELLING, S.; HALL, M.D.; MODOK, S.; JAFFAR, M.;
HAMBLEY, T.W.; CALLAGHAN, R. The influence of tumour microenvironmental
factors on the efficacy of cisplatin and novel platinum(IV) complexes.
Biochemical Pharmacology, 70, 1137–1146. 2005.
MIER-VINUÉ,J, GAY, M., MONTAÑA, Á. M., SÁEZ, R.I., MORENO, V.,
KASPARKOVA, J., VRANA ,O., HERINGOVA, P., BRABEC, V., BOCCARELLI
A, COLUCCIA, M., NATILE, G. Synthesis, Biophysical Studies, and
Antiproliferative
Activity
of
Platinum(II)
Complexes
Having
1,2Bis(aminomethyl)carbobicyclic Ligands. J. Med. Chem.,v. 51, 424–431. 2008.
MILANESIO, M., MONTI, E., GARIBOLDI, M. B., GABANO, E. et al. Trend in
cytotoxic activity of a series of cis-[APtCl2] (A = ethylenediamine methylated at
different positions) complexes. Inorganica Chimica Acta 361, 2803–2814.
2008.
McATEER, J. A. & DAVIS, J. Basic cell culture technique and the maintenance
of cell lines, pp. 135-225. In: Basic cell culture (Davis J.M. ed.) Oxford
University Press, New York. 2002.
MOSSMAN, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and
survival:application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol.
Methods, 65: 55-63. 1983.
MUDIT, M., KHANFAR, M., MURALIDHARAN, A., THOMAS, S., SHAH, G. V.,
VAN, R. W. M., SAYED, K. A. EL. Discovery, design, and synthesis of antimetastatic lead phenylmethylene hydantoins inspired by marine natural
products. Bioorganic & Medicinal Chemistry 17, 1731–1738. 2009.
MURRY, D.J., Comparative Clinical Pharmacology of Cisplatin and Carboplatin.
Pharmacotherapy 17, 140S. 1997.
NEAL, C.P; BERRY, D.P; Basic principles of the molecular biology of cancer II:
angiogenesis, invasion and metastasis. Basic Science, Surgery, 24(4); 120125. Ed. Elsevier Ltd. 2006.
OLIVEIRA, S. M.; SILVA, J.B.P.; HERNANDES, M.Z.; LIMA, M. C. A.,
GALDINO, S. L.; PITTA, I.R. Estrutura, Reatividade e Propriedades Biológicas
de Hidantoínas. Quim. Nova, Vol. 31, No. 3, 614-622. 2008.
OLIVEIRA, S. M.; ALBUQUERQUE, M. C. P. A.; PITTA, M. G. R.;
MALAGUENO, E.; SANTANA, J. V.; LIMA, M. C. A.; PITTA, I. R.; GALDINO, S.
L. Behavior of Schistosoma mansoni adult worms maintained in vitro towards
imidazolidinone derivatives. Acta Farmaceutica Bonaerense, 23,3 ; 343-348.
2004.
48
Carvalho, M. S.
OMS/IARC (Organização Mundial da Saúde/Agência Internacional para a
Pesquisa do Câncer). World Cancer Report. Chapter 1-The global burden of
cancer. STEWART, B.W., KLEIHUES, P. IARC Press. Lyon. 2003.
Disponível on-line em:
«http://www.iarc.fr/IARCPress/pdfs/wcr/WorldCancerReport.pdf»
Visitado em: 26/12/2008.
Organização Mundial da Saúde (WHO). Neurological disorders- a public health
approach. Chapter 3. Uma publicação da OMS. 2008.
Disponível on-line em:
< http://www.who.int/mental_health/neurology/neurodiso/en/index.html>
<http://www.who.int/mental_health/neurology/chapter_3_a_neuro_disorders_public_h_
challenges.pdf>
<http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs165/en/>
PARKIN D. M, BRAY FI, DEVESA S. S. Cancer burden in the year 2000. The
global picture. Eur J Cancer. Oct; 37 Suppl v.8:S4-66. 2001.
PEKALA, E.˙B., STADNICKA, K.; BRODA, A. et al., Synthesis, structure–
activity relationship of some new anti-arrhythmic 5-arylidene imidazolidine-2,4dione derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry 40. 259–269.
2005.
RAYMOND, E.; FAIVRE, S., WOYNAROWSKI, J.M., CHANEY, S.G.,
Oxaliplatin: mechanism of action and antineoplastic activity. Semin. Oncol. 25,
4. 1998.
RAJIC, Z., B. ZORC, S. RAIC-MALIC, K. ESTER, M. KRALJ, K. PAVELIC, J.
BALZARINI, E. DE CLERCQ, M. MINTAS. Hydantoin derivatives of L- and Damino acids: synthesis and evaluation of their antiviral and antitumoral activity.
Molecules. 11, 837. 2006.
ROUS, P. & JONES, F. S. A method for obtaining suspensions of living cells
from the fixed tissues for the plating out of individual cells. J. Exp. Med. 23:
546. 1916.
ROSENBERG, B.; CAMP, L. V.; KRIGAS, T. Inhibition of cell division in
Escherichia coli by electrolysis products from a platinum electrode. Nature.
205, 698–699. 1965.
ROSENBERG, B.; VANCAMP, L.; TROSKO, J. E.; MANSOUR, V. H. Platinum
compounds: a new class of potent antitumour agents. Nature. 222, 385–386.
1969.
ROSENBERG, B., Platinum coordination complexes in cancer chemotherapy.
Naturwissenschaften, vol. 60, n. 9, pp. 399–406, 1973.
49
Carvalho, M. S.
RYAN. J. A. Introduction to Animal Cell Culture
Technical Bulletin. Disponível on-line em: www.corning.com/lifescience. Visitado
em: 21/05/2008.
SANTOS, L. C.; UCHOA, F. T.; CANAS, A. R. P. A.; SOUSA, I. A.; MOURA, R.
O.; LIMA, M. C. A.; GALDINO, S. L.; PITTA, I. R.; BARBE, J. Synthesis and
anti-inflammatory activity of new thiazolidine-2,4-diones, 4-thioxothiazolidinones
and 2-thioxoimidazolidinones. Heterocyclic Communications. 11:2;121-128.
2005.
SKEHAN , P., STORENG, R., SCUDIERO, D., MONKS, A., MCMAHON, J.,
VISTICA, D., WARREN, J.T., BODESCH, H., KENNEY, S., BOYD, M. R. New
colorimetric cytotoxicity assay for anticancer – drug screening. J. Natl. Cancer
Inst., 82(13): 1107-1112. 1990.
SIDDIK ZH. Cisplatin: mode of cytotoxic action and molecular basis of
resistance. Oncogene. 22, 47, 7265–79. 2003.
SKEHAN, P.; STORENG, R.; SCUDIERO, D.; MONKS, A.; et al., New
colorimetric cytotoxicity assay for anticancer-drug screening. J. Nat. Canc. Inst.
v. 82, n. 13. 107-112. 1990.
SPECTER, S.; HONDINKA, R.L.; Wiedbrauk, D.L. & Young, S.A. Diagnosis of
viral infections. pp. 243-272. In: Richman, D.D., Whitley, R.J.& Hayden, F.G.
nd
(eds) Clinical Virology, 2 ed. ASM Press, Washington, D.C. 2002.
TAKAHARA, P. M.; ROSENZWEIG, A. C.; FREDERICK, C. A.; LIPPARD, S. J.
Crystal structure of double-stranded DNA containing the major adduct of the
anticancer drug cisplatin. Nature. 377, 649–652. 1995.
TETKO, I.V., JAROSZEWICZ, I., PLATTS J.A., JAWORSKA, J. K. Journal of
Inorganic Biochemistry. 102, 1424–1437. 2008.
THENMOZHIYAL, J. C.; Wong, P. T.H.; e Chui, W.K.; Anticonvulsivant activity
of phenylmethylenehydantoins: a structure-activity relationship. J. Med. Chem.
v.47, 1527-1535. 2004.
VEAL, G.J., ERRINGTON, J., TILBY, M.J., PEARSON, A.D., et al. Adaptive
dosing and platinum-DNA adduct formation in children receiving high-dose
carboplatin for the treatment of solid tumours. BoddyUKCCSG Pharmacology
Working Group, Br. J. Cancer 12, 725. 2007.
VICENT, M.J., DUNCAN, R. Polymer-based nanomedicines: Novel treatments
for cancer.Trends Biotechnol. 24, 39. 2006.
VAN ZUTPHEN, S; REEDIJK, J. Targeting platinum anti-tumour drugs:
Overview of strategies employed to reduce systemic toxicity. Coord. Chem.
Rev. 249, 2845. 2005.
50
Carvalho, M. S.
WAZEER, M.I.M., ISAB, A. A. Complexations of Hg(CN)2 with imidazolidine-2thione and its derivatives: Solid state, solution NMR and antimicrobial activity
studies. Spectrochimica Acta Part A. 68,1207–1212. 2007.
WHITE, P. R. Prolonged survival of excised animal tissues in vitro in nutrients of
known constitution. J. Cell. Comp. Physiol. 34: 221-240. 1949.
WIGLEY, C. B. The cell culture laboratory pp. 1-27 In: Basic Cell Culture. A
nd
practical approach (J. M. Davis), 2 ed, Oxford University Press. 2002.
WILMER, E. N. Introduction In: Cell, Tissue and Organ cultures in virus
research pp. 1- 17. In: Cells and Tissues in culture. Methods, Biology and
Physiology (E. N. Wilmer, eds) Vol. I, Academic Press Inc., New York. 1965.
YARBRO, C., FROGGE, M. AND GOODMAN, M. Cancer Nursing: Principles
and Practice, 6th ed, Jones and Bartlett Publishers, Boston, MA. 2005.
51
Carvalho, M. S.
52
Carvalho, M. S.
ARTIGO 1:
Journal of Medicinal Chemistry
ISSN: 0022-2623
Síntese, Determinação Estrutural e Avaliação Citotóxica in vitro
de Novos Compostos de Coordenação de Platina contendo
como ligantes Compostos Imidazolidínicos Derivados da 2tioxo-imidazolidin-4-ona e da Imidazolidina-2,4-diona
53
Carvalho, M. S.
Journal of Med Chem ISSN: 0022-2623
Síntese, Determinação Estrutural e Avaliação Citotóxica in vitro de Novos
Compostos
de
Coordenação de
Platina
contendo como ligantes
Compostos Imidazolidínicos Derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona e da
Imidazolidina-2,4-diona
Manuela dos Santos Carvalhoa, Wagner Eduardo da Silvab, João Bosco
Paraíso da Silvab, Luís A. E. Batista de Carvalhoc, Maria Paula M. Marquesc,
Cláudia do Ó Pessoad, Manoel Odorico de Moraesd, Maria do Carmo Alves de
Limaa, Suely Lins Galdinoa*; Ivan da Rocha Pittaa
a
Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos (LPSF), Grupo de Pesquisa em Inovação
Terapêutica (GPIT) – Departamento de Antibióticos, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Av.
b
Prof. Moraes Rego Nº 1235. Cidade Universitária. CEP: 50.670-901. Recife-PE. Brasil. Departamento de
Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Av. Prof. Luiz Freire, s/n, 50740c
540 Recife –PE, Brasil. Laboratório de Oncologia Experimental da Universidade Federal do Ceará (UFC),
d
Rua Coronel Nunes de Melo, 1127. CEP: 60.430-270, Fortaleza-CE. Brasil. Unidade de Química-
Física Molecular, Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade de Coimbra, 3004535, Coimbra, Portugal
Palavras-chaves: câncer, citotoxicidade, complexos metálicos, imidazolidina-2,4-diona, cisplatina
Abstract
A cisplatina é um quimioterápico altamente potente comumente usado em muitos tipos
de neoplasias humanas, porém devido a muitas limitações, há a necessidade de
busca de novos agentes anticâncer menos tóxicos e mais seletivos, sendo assim, uma
variedade de complexos de platina (II) com ligantes contendo nitrogênio, tem sido alvo
de intensa avaliação biológica. Os complexos contendo derivados hidantoínicos como
ligantes, tem sido relatados possuir atividade citotóxica/antitumoral Os compostos das
Séries Cx, LPSF/NN, LPSF/MS foram sintetizados e submetidos à avaliação citotóxica
utilizando 4 diferentes linhagens de células cancerígenas. Também foi realizada
avaliação da atividade hemolítica. Dos compostos avaliados os da série LPSF/MS
apresentaram-se mais ativos. Foi observado pelas análises de SAR que os fatores
eletrônicos e lipofílicos influenciaram na resposta biológica. A análise da atividade
hemolítica sugere que a atividade citotóxica, não é devido a danos diretos sobre a
membrana plasmática.
Introdução
O câncer tem desmonstrado ser uma doença difícil de cura, e poucos
medicamentos eficazes estão disponíveis. O desenvolvimento de novos
agentes anticâncer eficientes, seletivos, menos tóxicos permanece uma
54
Carvalho, M. S.
importante e desafiadora meta na química medicinal. Assim, a compreensão do
mecanismo molecular envolvido nos cânceres levará às novas formas para o
desenvolvimento de novos agentes anticancerígenos. Embora, o sucesso das
triagens clínicas na identificação de novos agentes e modalidades de
tratamentos sejam significativos, os tratamentos atuais tem muitas limitações.
Isso inclui efeitos colaterais induzidos pela droga e pelo desenvolvimento de
resistência adquirida à droga. Assim, a necessidade para o desenvolvimento de
agentes
terapêuticos
eficazes
anticancerígenos
com
propriedades
farmacocinéticas bem definidas é de extrema importância (KAVITHA et al.,
2009).
A descoberta de agentes citotóxicos foi revolucionária para a terapia
anticâncer no século passado, demonstradas pelas taxas de sobrevivência e
melhoria da qualidade de vida de pacientes com diferentes tipos de tumores.
No entanto, o desenvolvimento de agentes que combinam eficácia, segurança
e conveniência tornam-se um grande desafio, devido ao estreito índice
terapêutico de algumas drogas, o fato de que elas possam causar danos, não
só às células cancerígenas, mas também ao tecido normal e saudável e à
ocorrência de resistência, limitando a eficácia anticâncer (ISMAEL et al., 2008).
Novos
agentes
citotóxicos
tem
trazido
algumas
vantagens
convencionais, tais como uma administração em mais curto prazo, mecanismos
de superação da resistência aos medicamentos e menor incidência de eventos
adversos. As perspectivas destes estudos destacam o desenvolvimento de
novos medicamentos citotóxicos promissores que venha a oferecer não só
ganhos de eficácia, mas também em termos de segurança, tolerabilidade e
conveniência no tratamento de pacientes com câncer (ISMAEL et al., 2008).
O Desenho de Novos Complexos de Platina como Promissores Fármacos
Anticâncer
Desde a descoberta da cisplatina (figura 1) na década de 1970,
pesquisadores em todo o mundo tem focado no desenvolvimento de complexos
semelhantes à cisplatina com atividade terapêutica similar, mas com menos
efeitos colaterais que o composto protótipo (MILANESIO et al., 2008).
55
Carvalho, M. S.
De milhares de novos análogos sintetizados, somente dois outros
fármacos: carboplatina, (1,1-ciclobutanodicarboxilato) diamina de platina(II), e
oxaliplatina, (1R,2R-ciclohexanodiamina) oxalatoplatina(II), (figura 1) são
usados na clínica atualmente. Uma recente revisão relata que mais do que
3000 potenciais novas drogas sintetizadas, somente 30 tem entrado na triagem
clínica, e sugere que a absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME)
são o maior fator nessa baixa taxa de sucesso (JUNG et al., 2007; TETKO et
al., 2008).
O
NH3
NH3
Cl
NH3
Cl
NH3
NH3
O
Pt
Pt
O
O
O
Pt
O
O
Cisplatin
O
Carboplatin
NH3
Oxaliplatin
Figura 1. Estruturas químicas da cisplatina, carboplatina e oxaliplatina
Assim, um parâmetro crucial para o desenho de novos fármacos
anticâncer baseados em platina é sua lipofilicidade, que está relacionada ao
importante processo biológico tal como absorção, transporte através das
membranas, interações droga-receptor ou toxicidade das moléculas (LEO et
al., 1999; TETKO et al., 2008). Novas abordagens sintéticas e melhores
conhecimentos dos mecanismos moleculares dos complexos de platina
sustenta a base para o desenho racional de promissores complexos baseados
em platina (ZHANG et al., 2003; WANG et al., 2005).
No trabalho de Barbara e colegas que tem sintetizado e caracterizado
vários membros de nova família de compostos, (NH3)2Pt(triácido) e
(PPh3)2Pt(dihidroquelato)2 que são dois novos complexos (figura 2), que pela
primeira vez, apresentou atividade antitumoral in vitro e in vivo, oralmente
ativos em modelo de hepatoma. Em particular, (NH3)2Pt(triácido) demonstrou
em ambas altas atividades citotóxicas, em células S1 de hepatoma e um
56
Carvalho, M. S.
significante efeito antitumoral in vivo sem sinais de efeitos tóxicos (BARBARA
et al., 2006).
O
COOH
O
O
NH3
O
O
Pt
(NH3)2Pt(triacid)
O
NH3
O
O
O
O
O
O
O
Pt
PPh3 PPh3
O
O
O
(PPh3)2Pt(dehydrocholate)2
Figura 2. Estruturas químicas dos complexos de platina ácido-conjugados da bile,
(NH3)2Pt(triácido) e (PPh3)2Pt(dihidroquelato)2.
As Imidazolidinas como Potenciais Ligantes para Complexos Metálicos
com Atividade Anticâncer
A cisplatina é um quimioterápico altamente potente comumente usado
para uma variedade de tipos de neoplasias humanas, tais como testicular,
próstata, ovariano, cervical, pulmão. A citotoxicidade da cisplatina é
primariamente mediada por sua habilidade de causar dano no DNA e
subsequente morte celular apoptótica (ZHANG et al., 2009).
Entretanto devido aos efeitos colaterais da cisplatina e à necessidade de
busca de novos agentes anticâncer, uma variedade de complexos de platina
(II) e platina (IV) com ligantes contendo nitrogênio, tem sido alvo de intensa
avaliação biológica que visa desenvolver terapêuticas anticâncer menos tóxicas
e mais seletivas. Entre estes os complexos contendo derivados hidantoínicos
como ligantes, tem sido relatados possuir atividade citotóxica/antitumoral.
Alguns derivados hidantoínicos, tais como ditienil-hidantoína, 5,5-dipiridil57
Carvalho, M. S.
hidantoína,
espirohidantoínas
e
hidantoínas
3,5-disubstituídas
exibiram
atividades antiviral, anticonvulsivante e citotóxica (STRUCK et al., 1986;
BAKALOVA, 2005, 2008)
Embora os compostos hidantoínicos sejam amplamente estudados, não
há muitos estudos para investigar as suas propriedades anticancerígenas.
Recentemente, a atividade citotóxica de derivados espirohidantoínicos foram
testados em células de ovário e câncer de mama (RAJIC et al., 2006).
Além disso, um estudo que investigou os efeitos de alguns derivados 5benzilideno-hidantoínicos na inibição da atividade quinase EGFR e efeitos
antiproliferativos para células A431 (CARMI et al., 2006). Verificou-se que, a
dupla ligação exocíclica é essencial tanto para a enzima quanto para a inibição
do crescimento celular, o que sugere que, um rígido sistema planar é
necessário para interação com o alvo molecular.
No estudo realizado por Kavitha et al., (2009) abordando o potencial dos
derivados hidantoínicos como agentes terapêuticos para o câncer foram
analisadas as propriedades anticâncer de novos compostos espirohidantoínas8-(3,4-difluorobenzil)-1‘-(pent-4-enil)-8-azaspiro[biclico[3.2.1.]
octano-3,4‘-
imidazolidine]-2‘,5‘-diona (DFH) - que apresentaram efeitos citotóxicos dose e
tempo-dependente em linhas celulares de leucemia humana (K562, Reh, CEM
e 8E5).
A análise do ciclo celular sugeriu que estes compostos inibiram o
crescimento das células leucêmicas. Um dos métodos mais usados para
estudar a proliferação celular é baseado na incorporação de nucleotídeos radio
marcados no DNA das células em divisão. Foram utilizadas as células K562 ou
Reh na presença do [3H] timidina, depois a adição dos compostos-teste. Os
resultados indicaram que os compostos afetam a replicação do DNA
conduzindo à inibição do crescimento celular. O DNA nuclear fragmentado e os
níveis de várias proteínas apoptóticas e o reparo de proteínas fortemente
sugerem que estes compostos podem induzir a apoptose (KAVITHA et al.,
2009).
Para obter mais informações sobre o potencial citotóxico de derivados
hidantoínicos, é de primordial importância o desenho e a síntese de novos
análogos com diferentes substituintes em diferentes posições para um estudo
58
Carvalho, M. S.
de relação estrutura-atividade mais detalhado. Os objetivos deste trabalho são
demonstrar como as propriedades eletrônicas e lipofílicas dos compostos
podem influenciar a resposta biológica, através da realização de ensaios de
citotoxicidade e pela viabilidade celular, e fazer uma abordagem de relação
estrutura-atividade (SAR) entre os compostos estudados. Foi realizada a
síntese, determinação estrutural e avaliação citotóxica in vitro de derivados 2tioxo-imidazolidin-4-ona (Série LSF/NN) (I-IV), (Figura 3), e de derivados
imidazolidina-2,4-diona (Série LPSF/MS) (V-VI), (Figura 3), e de novos
compostos de coordenação de platina contendo como ligantes compostos
imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx) (VII-X),
(Figura 4), a serem designados: Compostos da série LSF/NN, compostos
enumerados I-IV (Figura 3): 5-(2-cloro-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-1) (I) (OLIVEIRA et al., 2004); 5-(4-metoxi-benzilideno)-2-tioxoimidazolidin-4-ona (LPSF/NN-3) (II) (SANTOS et al., 2005; ALBUQUERQUE et
al., 2005); 5-(2-bromo-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN-4) (III)
(SANTOS et al., 2005; BRANDÃO et al., 2004); 5-(4-metil-benzilideno)-2-tioxoimidazolidin-4-ona (LPSF/NN-10) (IV) (BRANDÃO et al., 2004). Os compostos
pertencentes à série LPSF/MS, enumerados V-VI, são: 3-(4-metil-benzil)-5-(4cloro-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-2) enumerado (V) e o 3(4-metil-benzil)-5-(4-metil-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS-6)
enumerado (VI).
59
Carvalho, M. S.
O
N
CH
(I)
Cl
N
H
Br
N
H
H
H3C
CH
N
H
S
(IV)
H2
C
N
N
H
S
N
(III)
CH
N
H
O
H
S
O
Cl
CH
CH3O
(II)
N
H
N
S
O
CH
O
H
O
CH3
H2
C
O
N
H3C
(V)
CH
N
H
CH3
O
(VI)
Figura 3 – Estruturas químicas dos Ligantes das Séries LPSF/NN (I-IV) e LPSF/MS (V-VI)
E por fim, compostos de coordenação de platina contendo como ligantes
compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx)
(VII-IX): Complexo Cx-33 (VII): [5-(2-bromo-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II]; Complexo Cx-40 (VIII): [5-(4metoxi-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de
platina II]; Complexo Cx-42 (IX): 5-(4-metil-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II]; Complexo Cx-47 (X): [5-(2-clorobenzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II],
e Cx-25 (XI) [5-(4-metoxi-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona) cis-diaminodicloro de platina II]; representado na figura 4.
60
Carvalho, M. S.
O
N
CH
Br
N
H
H
H2N
Pt
S
H2
C
H2N
Cl Pt
CH2
.NO3
NH2
H2
C
CH2
NH2
O
N
Cl
CH
MeO
N
H
Complexo Cx-33 (VII)
H
.NO3
S
Complexo Cx-40 (VIII)
H2N
Cl Pt
H2
C
CH2
NH2
O
N
CH
Me
N
H
O
N
H
CH
.NO3
Cl
N
H
H
S
H2N
Pt
H2
C
CH2
.NO3
NH2
Cl
S
Complexo Cx-47(X)
Complexo Cx-42 (IX)
O
N
MeO
CH
N
H
H
S
NH3
NH3
Pt
.Cl
Cl
Complexo Cx-25 (XI)
Figura 4 – Estruturas químicas dos compostos de coordenação de platina contendo como
ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx) (VII-XI)
SEÇÃO EXPERIMENTAL
PARTE QUÍMICA
A seguir serão descritas as metodologias utilizadas para a obtenção dos
Derivados 5-Benzilideno-2-tioxo-imidazolidin-4-onas (LPSF/NN), Derivados
Imidazolidínicos (LPSF/MS) e dos compostos de coordenação de platina
contendo como ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxoimidazolidin-4-ona (Série Cx). Em seguida os resultados e discussão da
caracterização por espectroscopia de infravermelho dos compostos e posterior
conclusões.
61
Carvalho, M. S.
Material e Métodos
Equipamentos
I. Espectroscopia - A caracterização estrutural dos compostos sintetizados
descritos a seguir foram realizadas nos seguintes aparelhos:
Espectroscopia na Região do Infravermelho
Os espectros vibracionais, dos ligantes livres e de seus respectivos
compostos de coordenação de platina, foram obtidos a partir da técnica
utilizando-se pastilha de KBr. O equipamento utilizado foi um espectrofotômetro
com transformada de Fourier, Bruker, modelo IF66, utilizando-se janela
espectroscópica de análise de 4000 a 400 cm -1 e cuja resolução espectral foi
de 4 cm-1.
Medidas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H
As análises foram realizadas no equipamento Varian Unit Plus 300, com
freqüência de 300 MHz para 1H. Os deslocamentos estão expressos em partes
por milhão (ppm) em relação aos picos residuais do solvente utilizado (DMSO –
d6).
II. Ponto de fusão
Os pontos de fusão foram determinados em aparelho Quimis Modelo
340.27.
III. Cromatografia
As cromatografias analíticas em camada delgada foram efetuadas em
placas de sílica gel Merck 60 F254, de 0,25 mm de espessura. As revelações
foram feitas por luz ultravioleta (254 ou 366 nm). Todos os solventes utilizados
nos sistemas de eluição possuíam especificação P.A.
62
Carvalho, M. S.
Síntese dos Ésteres 2-Ciano-3-fenil-acrilatos de etila (IP)
Em um balão de fundo redondo se adicionou benzaldeídos substituídos
e cianoacetato de etila, o catalisador piperidina e benzeno anidro como
solvente. Aqueceu-se a mistura reacional lentamente até a estabilização da
temperatura a 110 °C, que foi mantida até o fim da reação caracterizada pela
eliminação de água. Os precipitados obtidos, os ésteres cianocinâmicos foram
purificados por cristalizações sucessivas com solventes adequados.
Síntese
dos
Derivados
5-Benzilideno-2-tioxo-imidazolidin-4-onas
(LPSF/NN)
Dissolveu-se parcialmente a 2-tioxo-imidazolidin-4-ona em etanol anidro
juntamente com os derivados 2-ciano-fenil-acrilatos de etila, em presença de
piperidina como catalisador. A mistura reacional foi aquecida lentamente até
refluxo durante o tempo e temperatura necessários para a obtenção dos
derivados. A reação foi acompanhada por análise de cromotografia em camada
delgada (CCD) através do sistema eluição adequado. A Figura 5 demonstra a
obtenção dos derivados da 5-benzilideno-2-tioxo-imidazolidin-4-ona que foram
purificados por recristalizações sucessivas ou lavagens com solventes
adequados. Os compostos finais obtidos estão representados na Figura 3
(Série LSF/NN) (I-IV).
63
Carvalho, M. S.
O
C
H
R
CN
R CH C C OCH2CH3
N N
O
CN
CH C C OCH2CH3
O
O
N
N N
N
H
S
H
O
N
CH
S
N
R
H
H
R = 2-Cl, 4-OCH3, 2-Br, 4-CH3
K2CO3
Br
X
Br
Figura 5 - Obtenção dos ligantes da Série 5-benzilideno-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN)
O
N
Síntese de Derivados Imidazolidínicos
CH
Os
derivados
R
N
X
R'
S
5-benzilideno-3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-2,4-diona
H
(LPSF/MS) foram obtidos em duas etapas. Inicialmente, obteve-se a 3-(4-metilbenzil)-imidazolidina-2,4-dionaX=CH
(LPSF/MS-0)
2 OU CH2COpor reação da imidazolidina-2,4diona com cloreto de 4-metil-benzil. Numa segunda etapa, a 3-(4-metil-benzil)imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-0) reagiu com benzaldeído substituído em
dimetilformamida e na presença do metóxido de sódio recém preparado,
conduzindo a formação dos compostos finais. Na Figura 6 é demonstrada a
obtenção
da
Série
5-benzilideno-3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS). Os compostos finais derivados da imidazolidina-2,4-diona (Série
LPSF/MS) (V-VI) estão representados na Figura 3.
64
Carvalho, M. S.
O
H
N
N
O
H
CH3
O
N
N
CH2Cl
CH2
CH3
O
H
MS-0
O
C
H
R
O
N
HC
R
N
CH2
CH 3
O
H
R = 4-Cl, 4-CH3
Figura 6 (LPSF/MS)
Obtenção
R = 4-OCH3, 4-Cl, 4-NO2, 3Br, 4-F, 4-CH3, 2-Br
da Série 5-benzilideno-3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-2,4-diona
Síntese de compostos de coordenação de platina contendo como ligantes
compostos
imidazolidínicos
derivados
da
2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(Série Cx)
Os complexos imidazolidínicos cisplatínicos (Cx) foram obtidos em duas
etapas (Figura 7). Na primeira etapa reagiu-se o cis-etilenodiamino-dicloro de
platina II, numa proporção molecular 1:1 com nitrato de prata (AgNO 3) sob
proteção da luz para obtenção dos complexos Cx-33, Cx-40, Cx-42 e Cx-47
(VII-X). Para a obtenção do complexo Cx-25 (XI), utilizou-se como reagente a
cis-diamino-dicloro de platina II (cisplatina) na mesma proporção. Colocou-se
num erlenmeyer sob agitação para solubilizar e sob proteção da luz pesou-se o
nitrato de prata, e adicionou-se ao cis-etilenodiamino-dicloro já contendo o
65
Carvalho, M. S.
solvente
dimetilformamida,
onde
para
1
mmol
usou-se
10
mL
de
dimetilformamida (AUGUSTUS et al, 2003). Deixou-se em reação por
aproximadamente 20 horas.
Na segunda etapa filtrou-se às escuras e desprezou-se o filtrado (AgCl)
e adicionou-se os respectivos ligantes (LPSF/NN) (I-IV), já solubilizados em
dimetilformamida, deixou-se reagindo por aproximadamente 20 horas.
O
O
N
R
C
H
N
H
+
N
H
S
N
R
LPSF/NN-3 (II)
R = -OCH3
NH2 DMF
CH
R
H3N
Cl
Pt
H3N
Cl
O
AgNO3
DMF
cis-diamino-dicloro
de Platina II
CH2
NH2
Cl
N
+
H2
C
Série Cx (VII-X)
H
S
H2N
S Pt
N
H
Cl
cis-etileno-diaminodicloro de Platina II
O
N
H
Pt
Cl
LPSF/NN (I-IV)
C
H
AgNO3
H2N
H
CH
R
N
H
H
NH3
S Pt NH3
Cl
Cx-25 (XI)
Figura 7 – Esquema geral de obtenção dos compostos de coordenação de platina contendo
como ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx)
(VII-XI)
Tratamento dos compostos de coordenação de platina da Série Cx
Ao volume do balão adicionou-se gelo picado para auxiliar na
precipitação dos complexos da série Cx, observou-se imediata turvação, e
presença de um precipitado, até completa liquefação do gelo, filtrou-se, e
deixou-se secar.
66
Carvalho, M. S.
AVALIAÇÃO FARMACOLÓGICA
Ensaios de Citotoxicidade
Os ensaios de citotoxicidade foram realizados no Laboratório de
Oncologia Experimental da Universidade Federal do Ceará, coordenado pelos
Professores responsáveis Profa. Dra. Cláudia do Ó Pessoa e o Prof. Dr.
Manoel Odorico de Moraes. Os ensaios foram divididos em duas etapas, a
primeira foi realizar um screening inicial com todos os compostos para se
avaliar o potencial citotóxico e posterior determinação da CI50 em µg/mL
(concentração capaz de inibir 50% do crescimento celular), e na segunda
etapa, os compostos foram submetidos à avaliação da atividade hemolítica
com o objetivo de avaliar o potencial dos compostos-teste em causar lesões na
membrana plasmática da célula.
Material e Métodos
Foram testados 10 compostos, sendo 4 da série LPSF/NN (I-V): 5-(2-clorobenzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-1)
(I);
5-(4-metoxi-
benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-3)
(II);
5-(2-bromo-
benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-4)
(III);
5-(4-metil-
benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN-10) (IV). Os compostos
pertencentes à série LPSF/MS, (V-VI), são: 3-(4-metil-benzil)-5-(4-clorobenzilideno)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-2) (V) e o 3-(4-metil-benzil)-5(4-metil-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-6) (VI) e compostos de
coordenação de platina contendo como ligantes compostos imidazolidínicos
derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx): Complexo Cx-33 (VII): [5(2-bromo-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de
platina
II];
Complexo
Cx-40
(VIII):
[5-(4-metoxi-benzilideno)-2-tioxo-
imidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II]; Complexo Cx-42
(IX):
5-(4-metil-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona)
cis-etileno-diamino-
dicloro de platina II]; Complexo Cx-47 (X): [5-(2-cloro-benzilideno)-2-tioxoimidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II], foram testados
frente
às
linhagens
celulares
de
câncer
humano:
HL-60
(leucemia
67
Carvalho, M. S.
promielocítica), MDAMB-435 (melanoma - humano), HCT-8 (cólon - humano) e
SF-295 (glioblastoma - humano). Para efeito comparativo foi utilizado um
fármaco antineoplásico utilizado na clínica, a doxorrubicina (Dox), como
controle positivo. Os valores de IC50 foram calculados pela exposição dos
compostos testados nas linhagens de células tumorais humanas, após 72h de
incubação, pelo teste do MTT.
As linhagens utilizadas, HL-60 (leucemia promielocítica), MDAMB-435
(melanoma - humano), HCT-8 (cólon - humano) e SF-295 (glioblastoma humano), foram cedidas pelo Instituto Nacional do Câncer (USA), sendo
cultivadas em meio RPMI 1640, que consiste de um meio baseado na serie
RPMI-1630 utilizando um sistema de bicarbonato tamponado e alterações nas
quantidades de aminoácidos e vitaminas. O meio é utilizado para cultura de
leucócitos humanos normais e neoplásicos. O meio é suplementado com 10%
de soro fetal bovino e 1% de antibióticos, mantidas em estufa a 37C e
atmosfera contendo 5% de CO2. As amostras foram dissolvidas em DMSO puro
e estéril na concentração estoque de 5 mg/mL.
Animais
O sangue utilizado para a avaliação da atividade hemolítica foi
proveniente de camundongos adultos com aproximadamente 6 a 8 semanas de
nascido, albinos swiss (Mus musculus) pesando entre 25 e 30 gramas,
proveniente do Biotério da Universidade Federal do Ceará. Os animais foram
mantidos em uma sala experimental com temperatura controlada (22°C ± 2)
umidade relativa de 60% e ciclo circadiano de 12h, ad libitum. O protocolo
experimental foi aprovado pelo comitê local de Ética Animal (CPEA/UFC).
Metodologia: Citotoxicidade in vitro em células de câncer humano
A análise de citotoxicidade pelo método do MTT vem sendo utilizada no
programa de screening do National Cancer Institute dos Estados Unidos (NCI),
que testa mais de 10.000 amostras a cada ano (SKEHAN et al., 1990). É um
método rápido, sensível e barato e foi descrito primeiramente por Mosman
(1983), tendo a capacidade de analisar o estado metabólico da célula. É uma
68
Carvalho, M. S.
análise colorimétrica baseada na conversão do sal 3-(4,5-dimetil-2-tiazol)-2,5difenil-2-H-brometo de tetrazolium (MTT) em azul de formazan, a partir de
substratos de enzimas microssomais e mitocondriais presentes somente nas
células metabolicamente ativas. O estudo citotóxico pelo método do MTT
permite definir facilmente a citotoxicidade, mas não o mecanismo de ação
(BERRIDGE et al., 1996).
Determinação da Concentração Inibitória capaz de Inibir 50 % do
Crescimento celular (CI50)
As células foram plaqueadas em placas de 96 poços nas seguintes
concentrações (células/mL): para as linhagens MDA-MB435 e SF-295 foram
plaqueadas na concentração de 0,1 x 106 céls/mL, já para a linhagem celular
HCT-8: 0,7 x 105 céls/mL e para a linhagem HL-60: 0,3 x 106 céls/mL.
Os compostos previamente dissolvidos em DMSO foram diluídos em
série no meio RPMI para obtenção das concentrações finais (0,19-25 µg/mL) e
adicionados em placas de 96 poços (100μL/poço). Após um período de
incubação de 72 h, as placas foram centrifugadas a 1500 rpm/15 minutos. O
sobrenadante foi aspirado e foram adicionados 150 μL de solução de MTT 10%
em RPMI 1640, sendo a placa colocada na estufa a 5% de CO 2 por 3h. Em
seguida, as placas foram novamente centrifugadas a 3000rpm/10 minutos,
tendo o sobrenadante aspirado e seu precipitado ressuspendido em 150μL de
DMSO e agitado por 30 minutos, até completa dissolução dos cristais de
formazan. As placas foram lidas no espectrofotômetro de placa a um
comprimento de onda de 595nm. Foram consideradas ativas aquelas que
apresentaram CI50 < 4 g/mL
Avaliação da Atividade Hemolítica
Esta metodologia, segundo Costa-Lotufo et al. (2002), permite avaliar o
potencial das substâncias-teste em causar lesões na membrana plasmática da
célula, seja pela formação de poros ou pela ruptura total.
69
Carvalho, M. S.
O sangue foi coletado de três camundongos Swiss (Mus musculus) por
via do plexo orbital (altamente vascularizado), sendo diluído em 30 volumes de
solução fisiológica (NaCl 0,85% + CaCl2 10mM). Os eritrócitos foram lavados 2
vezes em solução fisiológica por centrifugação (1500rpm/ 3min.) para redução
da contaminação plasmática e ressuspensos em solução salina para obtenção
de uma suspensão de eritrócitos (SE) a 2%. Os ensaios foram realizados em
placas de 96 poços. Cada poço da 1ª coluna recebeu 100L da solução
fisiológica. Na 2ª, os poços receberam 50L da solução fisiológica e 50L do
veículo de diluição da substância teste, neste caso, DMSO 10%. Aos poços da
3ª coluna, foram adicionados 100L de solução fisiológica e 100L das
substâncias teste em solução. Da 4ª coluna em diante os poços receberam
100L da solução fisiológica, excetuando-se os da última coluna, que
receberam 80L de solução fisiológica e 20L de Triton X – 100 1% (controle
positivo). As diluições foram feitas dos poços da 3ª à 11ª coluna, retirando-se
100L da solução da cavidade anterior e transferindo para a seguinte de modo
que as concentrações foram sempre diluídas pela metade, variando de 1,9 a
250g/mL. Em seguida, 100L da SE 2% foram plaqueados em todos os
poços. Após incubação de 1h, sob agitação constante à temperatura ambiente
(26  2ºC), as amostras foram centrifugadas (5000rpm/3 min) e o sobrenadante
transferido para uma outra placa para a leitura da absorbância no
espectrofotômetro de placas a 540nm.
Análise Estatística
A análise estatística foi realizada a partir de dois experimentos
independentes e realizados em triplicatas. Os resultados foram analisados
segundo suas médias e respectivos erros-padrão. O cálculo das CI50 com
intervalo de confiança de 95% (concentração inibitória capaz de provocar 50%
do efeito máximo) e seus respectivos desvios foram realizados a partir da
regressão não-linear utilizando o programa GraphPad Prism (versão 5).
70
Carvalho, M. S.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Características
Físico-químicas
dos
compostos
imidazolidínicos
derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona
Os pontos de fusão dos compostos imidazolidínicos derivados da 2tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN) variaram de 230 a 262 º C. As massas
moleculares variaram de 218 a 238, 5 g.
.Tabela 1: Características físico-químicas dos derivados 2-tioxo-imidazolidin-4-ona
Composto
(R)
Ponto de
Massa Molecular
Fórmula
Fusão (P.F.)
(M.M.)
Molecular (F. M.)
LPSF/NN-1
2-Cl
230-232 °C
238,5
C10H7N2OSCl
LPSF/NN-3
4-OCH3
260-262 °C
234,27
C11H10N2O2S
LPSF/NN-4
2-Br
237-238 °C
283
C10H7N2OSBr
LPSF/NN-10
4-CH3
258-260 °C
218
C11H10N2OS
As características físico-químicas dos derivados 5-benzilideno-3-(metil-benzil)imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS) se encontram na tabela 2.
Tabela 2: Características físico-químicas
imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS)
Composto
LPSF/MS-2
(R)
4-Cl
dos
Ponto de
Massa
Fusão
Molecular
(P.F.)
(M.M.)
221-222°C
291,5
derivados
5-benzilideno-3-(metil-benzil)-
Rf
Rendimento
(Rdt %)
0,5
94,84%
(n-hexano/Acetato
de etila 7:3)
LPSF/MS-6
4-CH3
174-175°C
306
0,5
88,10%
(n-hexano/Acetato
de etila 7:3)
71
Carvalho, M. S.
As características físico-químicas dos compostos de coordenação de platina
contendo como ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxoimidazolidin-4-ona (Série Cx) se encontra na tabela 3 abaixo:
Tabela 3: Características físico-químicas dos compostos de coordenação de platina contendo
como ligantes compostos imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Série Cx)
Complexo
(R)
Massa
Fórmula
Molecular
Molecular (F. M.)
Rendimento
Rdt (%)
(M.M.)
Cx-33
2-Br
573,51
(C12H15N4OSBr)PtCl
19,07 %
Cx-40
4-OCH3
524,58
(C13H18N4O2S)PtCl
23,77 %
Cx-42
4-CH3
508,58
(C13H18N4OS)PtCl
54,11 %
Cx-47
2-Cl
529,01
(C12H15N4OSCl)PtCl
21,76 %
Cx-25
4-OCH3
498,58
(C11H16N4O2S)PtCl
87, 12 %
Como observado na tabela 3, o rendimento do composto de coordenação de
platina Cx-25 apresentou o maior rendimento quando comparado aos
rendimentos dos demais compostos, em função da forma de tratamento que foi
utilizada no processo pós-síntese, utilização de rota-evaporador, melhorando o
rendimento final.
Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN)
de 1H e no Infravermelho (IV) para os compostos da Série LPSF/MS
A espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio
(RMN1H) permitiu verificar os deslocamentos químicos () dos hidrogênios
presentes nas estruturas dos derivados imidazolidinônicos da série 5benzilideno-3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-3,4-diona (LPSF/MS).
Os espectros apresentam os picos de absorção com deslocamentos
químicos entre 6,96 - 7,71 ppm, correspondentes aos hidrogênios aromáticos.
72
Carvalho, M. S.
Os sinais característicos dos grupos -CH3, -CH2, =CH aparecem com singleto
em 2,26 ppm, 4,60 - 4,61 ppm e 6,52 - 6,62 ppm, respectivamente.
Os espectros no infravermelho permitem a verificação das bandas
características das carbonilas em aproximadamente 1706 - 1727 cm-1 e 1752 1761 cm-1, do grupo N-H em 3225 - 3274 cm-1. A seguir se encontram os
deslocamentos químicos e as freqüências no infravermelho para os derivados
LPSF/MS sintetizados.

3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-0)
RMN1H (d, ppm) – DMSO – d6: CH3 – 2,26 ppm (s, 3H); CH2 – 3,95 ppm (s,
2H);– 4,70 ppm (s, 2H); NH – 8,07ppm (s,1H)
Hidrogênios Benzílicos: 7,11 ppm (d, 2H) J = 8,40Hz; 7,16 ppm (d, 2H) J =
8,40Hz
IV (cm-1) –KBr: NH – 3297 ; C=O -1750; 1704

5-(4-cloro-benzilideno)-3-(4-metil-benzil)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS-2)
RMN1H (d, ppm) – DMSO – d6: CH3 – 2,26 ppm (s, 3H) ; CH2 –4,60 ppm (s,
2H); NH – 10,93 (s,1H); =CH – 6,554 ppm (s, 1H)
Hidrogênios Benzilidênicos: 7,64 ppm (d, 2H) J = 8,39Hz; 7,48 ppm (d, 2H) J
= 8,39Hz
Hidrogênios Benzílicos: 7,17 ppm (d, 2H) J = 8,39Hz; 7,14 ppm (d, 2H) J =
8,39Hz;
IV (cm-1) –KBr: NH – 3274; C=O -1752; 1706; C=C – 1649

3-(4-metil-benzil)-5-(4-metil-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS-6)
RMN1H (d, ppm) – DMSO – d6: CH3 – 2,27 ppm (s, 3H); CH2 –2,32 ppm (s,
2H); NH – 4,61 (s,1H); =CH – 6,53 ppm (s, 1H)
73
Carvalho, M. S.
Hidrogênios Benzilidênicos: 7,22 ppm (d, 2H) J =8,39 Hz; 7,54 ppm (d, 2H) J
= 8,39 Hz
Hidrogênios Benzílicos: 7,14 ppm (2H, d) J = 8,39 Hz; 7,18 ppm (2H, d) J =
8,69 Hz
IV (cm-1) –KBr: NH - 3231; C=O -1760; 1715; C=C - 1661
Espectroscopia na Região do Infravermelho para os compostos ligantes
da Série LPSF/NN e para seus respectivos compostos de coordenação
contendo platina II (Cx)
Foram realizados espectros na região do infravermelho, para o ligante
LPSF/NN-3 e seu respectivo composto de coordenação contendo platina II
(Figura x8), com o intuito de comparar as freqüências, para ambas as espécies,
evidenciando assim os possíveis sítios de coordenação.
1695 cm
-1
1,05
Cx-40
NN-3
1,00
0,95
0,75
0,60
0,55
0,50
-1
-1
0,65
3149 cm
%T
0,70
3232 cm
0,80
3436 cm
0,85
-1
0,90
-1
0,45
1722 cm
0,40
0,35
0,30
4000
3000
2000
cm
1000
-1
Figura x8 – Espectro na região do infravermelho do ligante LPSF/NN-3 (preto) e do seu
respectivo composto de coordenação contendo Pt II (vermelho), codificado como Cx-40.
Segundo análise comparativa entre os espectros de infravermelho do
ligante LPSF/NN-3 e seu respectivo complexo de platina II (Cx-40), o qual
74
Carvalho, M. S.
também
possui
em
sua
primeira
esfera
de
coordenação
o
ligante
etilenodiamina, observou-se claramente que a banda em torno de 1722 cm -1
encontra-se deslocada para menores frequências no espectro do composto Cx40 (1695 cm-1), sugerindo-se assim que a carbonila (C=O) encontra-se
coordenada ao íon metálico Pt II. Também para este mesmo espectro,
verificou-se a presença de moléculas de água, evidenciadas pela presença das
bandas em torno de 3436 cm-1 (estiramento axial O-H).
As bandas do ligante, em torno de 3149 cm -1 (estiramento axial N-H),
recebem uma espécie de contribuição dos mesmos grupos funcionais já
existentes nas porções etilenodiamino do complexo, havendo para o produto
final (Cx-40) uma espécie de superposicionamento de bandas e consequente
alargamento (3232 cm-1).
As análises na região do infravermelho, para os ligantes LPSF/NN-4,
LPSF/NN-10 e seus respectivos compostos de coordenação contendo Pt II,
seguiram o mesmo raciocínio.
1,00
Cx-33
NN-4
0,95
0,90
0,85
1516 cm
-1
-1
-1
2942 cm
0,60
3159 cm
0,65
3208 cm
0,70
-1
0,75
3426 cm
%T
-1
0,80
0,55
0,50
4000
3000
2000
cm
1000
-1
Figura x9 – Espectro na região do infravermelho do ligante LPSF/NN-4 (preto) e do seu
respectivo composto de coordenação contendo Pt II (vermelho), codificado como Cx-33.
75
Carvalho, M. S.
Sugere-se que a presença de moléculas de água e o alargamento da
banda do complexo, referente a contribuição de grupos funcionais (N-H),
também podem ser evidenciados no espectro do complexo Cx-33 (Figura x9);
entretanto, no espectro do ligante LPSF/NN-4, a banda em torno de 1516 cm-1,
referente ao estiramento axial da tiocarbonila (C=S) ligada a átomos de
nitrogênio, desaparece no espectro do seu respectivo complexo ou tornou-se
bastante deslocada, contribuindo para uma superposição de bandas, com isso
tem-se um forte indício de que o átomo de enxofre da tiocarbonila encontra-se
coordenado ao íon Pt II.
NN-10
Cx-42
1695 cm
-1
-1
3177 cm
%T
0,6
3437 cm
0,8
-1
1,0
0,4
4000
3244 cm
0,0
1722 cm
-1
-1
0,2
3000
2000
cm
1000
-1
Figura x10 – Espectro na região do infravermelho do ligante LPSF/NN-10 (preto) e do seu
respectivo composto de coordenação contendo Pt II (vermelho), codificado como Cx-42.
Assim como nos exemplos anteriores, evidencia-se a presença de
moléculas de água no complexo Cx-42, bem como a contribuição para o
superposicionamento e alargamento de banda referentes ao estiramento axial
N-H (3177 cm-1). Contudo, a banda referente ao estiramento axial da carbonila
do ligante LPSF/NN-10 (1722 cm-1) encontra-se deslocada para menores
frequências no espectro do complexo Cx-42, indicando que este último grupo
funcional encontra-se possivelmente coordenado ao cátion Pt II (Figura x10).
76
Carvalho, M. S.
1192 cm
-1
NN-1
Cx-47
1,05
-1
0,75
0,70
4000
-1
3000
2000
cm
1471 cm
1170 cm
-1
1520 cm
3434 cm
-1
1729 cm
-1
0,80
1701 cm
-1
0,85
-1
%T
0,90
3150 cm
3434 cm
0,95
-1
1,00
1000
-1
Figura x11 – Espectro na região do infravermelho do ligante LPSF/NN-1 (preto) e do seu
respectivo composto de coordenação contendo Pt II (vermelho), codificado como Cx-47.
Segundo análise dos espectros na região do infravermelho, para os
compostos LPSF/NN-1 (ligante) e seu respectivo composto de coordenação
contendo Pt II (Figura x11), sugere-se uma grande presença de moléculas de
água no composto Cx-47, tendo em vista a banda bastante acentuada em
torno de 3434 cm-1, caracterizando estiramento axial de grupos O-H. Com
relação ao ligante LPSF/NN-1, o mesmo possui bandas referentes aos
estiramentos axiais dos grupos N-H (3150 cm-1) alargadas quando avaliadas no
espectro do composto Cx-47, haja visto a ocorrência das contribuições dos
mesmos grupos preexistentes no complexo de partida (porções etilenodiamino)
e a grande contribuição dos modos normais de vibração O-H, provinientes das
moléculas de água. Ainda com relação ao composto Cx-47, sugere-se que
existem dois possíveis sítios de coordenação para o ligante imidazolidínico
LPSF/NN-1, haja visto a diminuição das frequências: (i) referentes aos
estiramentos axiais do grupo carbonila, cujo o valor (1729 cm -1) para o ligante
livre, encontra-se deslocado para 1701 cm-1, no composto Cx-47. (ii) referentes
77
Carvalho, M. S.
ao grupo tiocarbonila (1520 e 1192 cm-1, para o ligante livre) e seus respectivos
-1
-1
1726 cm
0,55
-1
-1
1511 cm
1707 cm
-1
0,60
1025 cm
-1
3186 cm
0,65
3428 cm
%T
0,70
-1
0,80
0,75
1520 cm
-1
3140 cm
0,85
3434 cm
0,90
-1
1,00
1052 cm
NN-3
Cx-25
1,05
0,95
-1
deslocamentos para (1471 e 1170 cm-1) para o composto Cx-47.
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
4000
3000
2000
cm
1000
-1
Figura x12 – Espectro na região do infravermelho do ligante LPSF/NN-3 (preto) e do seu
respectivo composto de coordenação contendo Pt II (vermelho), codificado como Cx-25.
Segundo análise dos espectros na região do infravermelho do composto
Cx-25, verificou-se comportamento análogo ao do composto Cx-47, no que se
refere aos possíveis sítios de coordenação (carbonila e tiocarbonila).
Observou-se também, presença de moléculas de água, alargamento das
bandas referentes aos grupos N-H, cuja contribuição provém de grupos amino
(preexistentes no complexo precursor, cisplatina).
78
Carvalho, M. S.
Ensaios de Citotoxicidade
Os ensaios de citotoxicidade foram realizados utilizando as linhagens
celulares de câncer humano, HL-60 (leucemia), MDAMB-435 (melanoma humano), HCT-8 (cólon - humano) e SF-295 (glioblastoma – humano) com os
ligantes da série LPSF/NN (2-tioxo-imidazolidin-4-ona) (I-IV), da série
LPSF/MS (Imidazolidina-2,4-diona) (V-VI), os complexos imidazolidínicos
cisplatínicos da série Cx (VII-X), e o fármaco antitumoral utilizado como padrão,
a doxorrubicina (Dox), (0). Os compostos foram dissolvidos em DMSO puro e
estéril na concentração estoque de 5 mg/mL, até concentrações finais (0,19-25
µg/mL). Os compostos foram submetidos ao teste do MTT 72h e determinadas
as suas CI50, como mostrado na tabela 4.
Tabela 4. Valores de CI50 e intervalo de 95% de confiança (IC95%) em g/mL dos compostos
de I-X, selecionadas em diferentes linhagens celulares no teste do MTT. Foram consideradas
ativas aquelas que apresentaram CI50 < 4 g/mL. Doxorrubicina foi usado como controle
positivo.
CI50
IC95%
LINHAGENS CELULARES
Composto
HL-60
MDAMB-435
SF-295
HCT-8
(leucemia)
(melanoma -
(glioblastoma -
(cólon - humano)
humano)
humano)
LPSF/NN-1 (I)
>25
24,88
>25
>25
LPSF/NN-3 (II)
>25
>25
7,96
>25
LPSF/NN-4 (III)
>25
16,80
15,74
>25
LPSF/NN-10 (IV)
>25
>25
23,81
>25
LPSF/MS-2 (V)
4,79
0,63
>25
6,05
LPSF/MS-6 (VI)
0,22
0,17
0,70
0,39
79
Carvalho, M. S.
Cx-33 (VII)
23,81
>25
>25
>25
Cx-40 (VIII)
>25
>25
>25
>25
Cx-42 (IX)
>25
>25
>25
>25
Cx-47 (X)
>25
>25
>25
>25
Dox (0)
0,02
0,48
0,04
0,24
O cálculo das CI50 (concentração inibitória média capaz de provocar 50% do efeito máximo) e
seus respectivos desvios foram realizados a partir da regressão não-linear no programa
GraphPad Prism (versão 5). Cada amostra foi analisada a partir de dois experimentos
independentes realizados em triplicata.
Atividade Hemolítica
Quanto à avaliação da atividade hemolítica, os compostos testados
apresentaram valores de CE50 maiores que 250 µg/mL, sugerindo que a
atividade citotóxica, quando existe, não é devido a danos diretos sobre a
membrana plasmática.
Importância das Modificações Estruturais para a Atividade Biológica
Um grande número de fármacos agem num sítio específico, tal como
uma enzima ou um receptor. Frequentemente, os compostos com estruturas
semelhantes tendem a possuir a mesma atividade farmacológica. Entretanto,
geralmente eles exibem diferenças de potência e de efeitos colaterais
indesejáveis e, em alguns casos, de atividades diferentes. Estas diferenças
estruturalmente relacionadas são corriqueiramente referidas como estruturaatividade (SAR). Um estudo das relações estrutura-atividade de um compostoprotótipo e de seus análogos pode ser usado para determinar as partes da
estrutura do protótipo que são responsáveis por sua atividade biológica, isto é,
seu farmacóforo, e também por seus efeitos colaterais adversos (THOMAS,
2003).
Os principais parâmetros que podem ser alterados em função das
modificações estruturais num fármaco são: coeficiente de partição, densidade
eletrônica, impedimento estérico, biodisponibilidade, farmacocinética e sua
80
Carvalho, M. S.
capacidade de estabelecer interações diretas entre o receptor ou enzima,
consequentemente alterando o perfil da atividade biológica (Figura 13)
(WERMUTH, 2003).
H
X
Modifica:
Solubilidade
Densidade Eletrônica
Fatores Estéricos
Biodisponibilidade
Interações
Figura 13 – A substituição numa molécula ativa de um átomo de hidrogénio por outro átomo ou
por um grupo funcional pode afetar vários parâmetros de um fármaco. Fonte: (WERMUTH,
2003).
Kurz e colegas (2004) reportou que a química e as propriedades das
imidazolidinas e seus derivados tem sido investigados a mais do que 140 anos.
A porção hidantoína representa um importante farmacóforo, que está presente
em vários compostos biologicamente ativos. Durante as décadas passadas
intensas pesquisas nas indústras e nas universidades tem sido dedicado a
modificações estruturais das hidantoínas e seus derivados. Novas estruturas
protótipos e candidatos a fármacos tem surgido destas buscas e diferentes
tipos de derivados hidantoínicos tem sido introduzido dentro dos mercados
farmacêuticos.
O potencial farmacológico dessa classe química tem atraído atenção e
tem conduzido à síntese de um número de derivados N,N‘-bis(4-clorobenzoil)
derivados de imidazolidina-2-tiona (1j, Figura 14) revelou uma significativa
citotoxicidade em ensaios com células linfoblastóides MT-4 (IC50 = 9.9 µM).
Também
foi
investigado
a
influência
da
porção
acil
na
atividade
antiproliferativa, foi preparado em paralelo com uma série de análogos
simétricos (CESARINI et al., 2008).
81
Carvalho, M. S.
Cl
N
O
N
O
S
Cl
Figura 14 – Aciltiouréias (ATU), composto protótipo, 1j, IC50=9.9µM.
Avanços na síntese organica agora seguem para a inclusão de vários
ligantes bioativos em posições axiais, e desta forma focando para os tipos
específicos de células cancerosas (BRUIJNINCX et al., 2008), este tipo de
estratégia pode ajudar no desenho de novas drogas complexadas a metais,
como a platina, que podem ser oralmente ativas.
A química dos complexos de metais com imidazolidinas, tem recebido
considerável atenção devido a sua abordagem de perfil de atividades
farmacológicas que fornecem uma variedade de compostos com diferentes
atividades (KOVALA-DEMERTZI et al., 2008).
Analisando a tabela 1, contendo as concentrações capazes de inibir 50
% do crescimento celular (CI50) dos compostos da série LPSF/NN (I-IV), os
quais não apresentaram resultados significativos, visto que apenas foram
considerados ativos aqueles compostos que apresentaram CI50 < 4 g/mL. Por
outro lado analisando as CI50 dos complexos imidazolidínicos cisplatínicos,
série Cx (VII-X), também não foram observados efeitos citotóxicos quando
analisados, em função das CI50 terem sido maiores que 25 g/mL.
Essa falta de atividade citotóxica dos complexos da série Cx (VII-X)
provavelmente deve-se à não atividade citotóxica isolada dos ligantes da série
LPSF/NN (2-tioxo-imidazolidin-4-ona), visto que o complexo metálico (cisetilenodiamino-dicloro de platina II), Figura 15, utilizado na síntese dos
complexos imidazolidínicos cisplatínicos da série Cx, apresenta isoladamente
82
Carvalho, M. S.
efeito citotóxico similar à cisplatina, como demonstrado no trabalho de
Milanesio e colegas (2008).
O
N
CH
R
N
H
O
H
+
S
Série LPSF/NN (I-IV)
H2N
Pt
Cl
NH2
N
AgNO3
CH
DMF
Cl
R
cis-etilenodiaminodicloro de Platina II
N
H
H
H2N
S Pt
H2
C
CH2
NH2
Cl
Série Cx (VII-X)
Onde R = -Cl, -OCH3, -CH3, -Br
Figura 15 – Estruturas químicas gerais dos compostos da série LPSF/NN (I-IV), o complexo
isolado cis-EtilenoDiamino-Dicloro de Platina II e os complexos finais da série Cx.
O trabalho de Milanesio (2008), abordou o estudo de uma série de
complexos cis-[APtCl2] (A = etilenodiamino, metilado em diferentes posições) o
qual foi realizado para avaliar o efeito de diferentes substituições metil nas
propriedades
citotóxicas
dos
derivados.
Como
esperado,
complexos
diferentemente metilados foram encontrados com diferentes efeitos citotóxicos
em células de carcinoma ovariano humano (A2780). Foram utilizados como
compostos de referência a cisplatina e o cis-etilenodiamino-dicloro de Platina II,
os quais apresentaram, respectivamente, valores de IC50 1,52 µM e 5,62 µM.
Os Fatores Eletrônicos e Lipofílicos como Determinantes na Atividade
Biológica
Sabe-se que as propriedades físico-químicas dos fármacos são
imprescindíveis para a atividade biológica, tais como lipofilicidade, a
conformação e a distribuição eletrônica, tais características influenciam a
atividade do fármaco. Dois parâmetros são comumente usados para relacionar
a distribuição com a atividade biológica, a saber o coeficiente de partição (P) e
a constante () de lipofilicidade do substituinte. O primeiro parâmetro refere-se
à molécula inteira, ao passo que o último relaciona-se aos grupamentos
substituintes (THOMAS, 2003).
83
Carvalho, M. S.
Quando analisamos as diferentes séries imidazolidínicas LPSF/NN (I-IV)
e LPSF/MS (V-VI), e respectivos complexos da série Cx (VI-X) acreditamos
que a não atividade citotóxica demonstrada pelos compostos da série
LPSF/NN (I-IV) pode ter origem nos seus parâmetros eletrônicos e lipofílicos
alterados pelas contribuições de grupamentos ou substituintes distintos entre
as moléculas, como observado na figura 16, pois quando comparamos os
efeitos citotóxicos da série LPSF/NN (I-IV) com a série LPSF/MS (V-VI), a
mudança estrutural que pode ser notada é a substituição na posição 3 do
núcleo imidazolidínico por um grupamento benzílico substituído (Figura 16),
esta alteração levou a um significativo ganho na atividade biológica da série
LPSF/MS (V-VI).
O
H
N
CH
R
N
H
H2
C
O
N
S
Série 2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN)- I-IV
CH
R
N
H
CH3
O
Série
5-benzilideno-3-(4-metilbenzil)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS) – V-VI
R = -Cl, -OCH3, -CH3, -Br
R = -Cl, -CH3
Figura 16 – Comparação Estrutural entre as Séries LPSF/NN (I-IV) e LPSF/MS (V-VI).
Quando comparamos os compostos LPSF/NN-10 (IV) e LPSF/MS-6 (VI),
figura 17, pode-se correlacionar a substituição na posição 5 do anel
imidazolidínico pelo grupo 4-metil-benzilideno em ambos os compostos, e notase que as diferenças estruturais que podem ser ressaltadas entre estes dois
são a introdução do grupamento benzílico substituído na posição 3 do núcleo
imidazolidínico no composto LPSF/MS-6 (VI) e o átomo de oxigênio na posição
2 do anel imidazolidínico.
84
Carvalho, M. S.
O
N
H3C
CH
N
H
H
H2
C
O
N
S
H3C
Composto 5-(4-metil-benzilideno)2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-10) - IV
CH
N
H
CH3
O
Composto 3-(4-metil-benzil)-5-(4metil-benzilideno)-imidazolidina2,4-diona (LPSF/MS-6) - VI
Figura 17 – Comparação Estrutural entre os compostos LPSF/NN-10 (IV) e LPSF/MS-6 (VI).
Levando em consideração que o átomo de oxigênio na posição 2 do anel
imidazolidínico da série LPSF/MS (V-VI) poderia atuar como bioisóstero em
relação ao átomo de enxofre na posição 2 também do anel imidazolidínico na
série LPSF/NN (I-IV), Figura 17, tendo em vista que os bioisósteros podem ser
átomos, íons ou moléculas que possuem propriedades físico-químicas
semelhantes e consequentemente podem exibir propriedades biológicas
semelhantes, como é o caso do átomo de enxofre na série LPSF/NN (I-IV) e o
átomo de oxigênio na série LPSF/MS (V-VI), enfatizando que o ganho na
atividade citotóxica desta série está diretamente relacionada à introdução do
grupamento benzílico substituído na posição 3 do núcleo imidazolidínico. A
introdução do átomo de enxofre foi racionalmente planejada em função da
complexação como sítio de coordenação para platina II destes ligantes com o
cis-etilenodiamino-dicloro de platina II.
Logo pode-se sugerir que a introdução deste grupamento levou à
alteração do equilíbrio hidrófilo-lipófilo e consequentemente um aumento
significativo na atividade biológica.
Comparando-se os compostos da série LPSF/MS (V-VI), figura 18, que
foram os mais ativos para atividade citotóxica, podemos observar que a
principal modificação estrutural foi a substituição do átomo de cloro LPSF-MS-2
(V), por um grupamento metil na posição 4 do aromático benzilidenico
LPSF/MS-6 (VI).
85
Carvalho, M. S.
H2
C
O
N
CH
Cl
N
H
CH3
N
CH
H3C
O
Composto
3-(4-metil-benzil)-5-(4cloro-benzilideno)-imidazolidina-2,4diona (LPSF/MS-2) - V
H2
C
O
N
H
CH3
O
Composto 3-(4-metil-benzil)-5-(4metil-benzilideno)-imidazolidina2,4-diona (LPSF/MS-6) - VI
Figura 18 – Comparação Estrutural entre os compostos LPSF/NN-10 (IV) e LPSF/MS-6 (VI).
Dos compostos testados, os LPSF/MS-2 e LPSF/MS-6 apresentaram
potencial citotóxico sobre as linhagens celulares humanas, onde o LPSF/MS-2
apresentou seletividade para a linhagem MDAMB-435.
Neste caso o grupo metil do composto LPSF/MS-6 na posição 4 do
grupamento benzilideno e o átomo de cloro do composto LPSF/MS-2 nesta
mesma posição tiveram contribuições eletrônicas distintas, sendo que o grupo
metil apresenta um efeito indutivo positivo, doador, aumentando a densidade
eletrônica do anel aromático, entretanto o átomo de cloro tem efeito indutivo
negativo, retirador, e que pode alterar no sítio de ação.
Também foi constatato que ambos os compostos apresentam efeitos
citotóxicos significativos, porém quanto à seletividade destes compostos pelas
linhagens celulares cancerígenas específicas, notou-se que o composto
LPSF/MS-2 foi mais seletivo para a linhagem celular de melanoma (MDAMB435), com IC50 igual a 0,63 µg/mL.
Quando observamos os valores de IC50 para o composto LPSF/MS-6
observa-se que este foi ativo para todas as linhagens celulares testadas, com
melhor resultado citótóxico também para a linhagem MDAMB-435, com IC50
igual a 0,17 µg/mL, superando a IC50 do fármaco antitumoral de referência
utilizado, a doxorrubicina (Dox), que foi de 0,48 µg/mL nesta mesma linhagem
celular, embora não apresentou seletividade para alguma das linhagens
86
Carvalho, M. S.
celulares como foi observado para o LPSF/MS-2, provavalmente em função
das características inerentes e constitutivas dos diferentes tipos de linhagens
celulares cancerígenas testadas.
CONCLUSÕES
Como principais conclusões deste estudo pode-se mencionar que: os
compostos de coordenação de platina contendo como ligantes compostos
imidazolidínicos derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (Cx), os ligantes
derivados da 2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN) e os compostos da série
imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS) foram sintetizados com rendimentos
satisfatórios e caracterizados espectroscopicamente por infravermelho (IV).
Os compostos LPSF/NN (I-IV) e seus respectivos compostos de
coordenação de platina da série Cx (VII-X) não apresentaram efeitos
citotóxicos significativos, por outro lado todos os compostos da série LPSF/MS
(V-VI), os LPSF/MS-2 e LPSF/MS-6 apresentaram potencial citotóxico sobre as
linhagens celulares humanas, onde o LPSF/MS-2 apresentou seletividade para
a linhagem MDAMB-435.
Quanto à avaliação da atividade hemolítica, os compostos testados
apresentaram valores de CE50 maiores que 250 µg/mL, sugerindo que as
ações citotóxicas destes compostos não estão relacionadas com dano à
membrana plasmática.
Vale ressaltar que as hipóteses sugeridas a cerca dos parâmetros
eletrônicos e lipofílicos dos compostos estudados não foram comprovadas,
para isso é necessário estudos mais aprofundados de QSAR (relação
estrutura-atividade quantitativa) que utiliza uma relação matemática sob a
forma de uma equação entre a atividade biológica e os parâmetros físicoquímicos mensuráveis que representam as propriedades que influenciam a
atividade do fármaco, tais como: lipofilicidade, a conformação e a distruibuição
eletrônica.
Por outro lado, também seriam necessários estudos farmacológicos
mais detalhados com os compostos de coordenação de platina contendo como
87
Carvalho, M. S.
ligantes compostos imidazolidínicos derivados da imidazolidina-2,4-diona
alquilados na posição 3 do núcleo imidazolidínico.
Agradecimentos
Ao Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos (LPSF/UFPE) da
Universidade Federal de Pernambuco. Ao Grupo de Pesquisa em Inovação
Terapêutica (GPIT). Ao Departamento de Química Fundamental (UFPE). À
Universidade Federal do Ceará, Laboratório de Oncologia Experimental da
Universidade Federal do Ceará, e seus respetivos coordenadores os
Professores Cláudia do Ó Pessoa, Manoel Odorico de Moraes, Letícia Veras
Costa-Lotufo, e ao mestrando Francisco Washington Araújo Barros. Á capes
pelo auxílio financeiro do projeto de pesquisa.
REFERÊNCIAS
Albuquerque, M. C. P. A.; Silva, T. G.; Pitta, M. G. R.; Silva, A. C. A.; Ssilva, P.
G.; Malagueno, e.; Santana, J. V.; Wanderley, A. G.; Lima, M. C. A.; Galdino, S.
L.; Barbe, J.; Pitta, I. R. Synthesis and schistosomicidal activity of new
substituted thioxo-imidazolidine compounds. Pharmazie. 2005. 60:1, 13-17..
Augustus, T.M. et al. Bis(acridinylthiourea)platinum(II) Complexes: Synthesis,
DNA Affinity, and Biological Activity in Glioblastoma Cells. Bioorg. Med. Chem.
Lett. v. 2003.13 855-858.
Barbara, C., Orlandi, P., Bocci, G., Fioravanti, A., Di Paolo, A., Natale, G.,
Mario, Del Tacca, R. Danesi. In vitro and in vivo antitumour effects of novel,
orally active bile acid-conjugated platinum complexes on rat hepatoma.
European Journal of Pharmacology. 2006. 549, 27–34.
Bakalova, A., R. Buyukliev, G. Momekov, D. Ivanov, D. Todorov, S.
Konstantinov, M. Karaivanova. Synthesis, physicochemical and in vitro
pharmacological investigation of new platinum (II) complexes with some
cycloalkanespiro-5′-hydantoins. Eur. J. Med. Chem. 2005. 40, 6, 590-596.
Bakalova et al., Synthesis, characterization and biological activity of Pt(II) and
Pt(IV) complexes with 5-methyl-5(4-pyridyl)-2,4-imidazolidenedione. European
Journal of Medicinal Chemistry 2008. 43, 958-965.
Berridge, M. V., Tan, A. S., Mccoy, K. D., Wang, R. The Biochemical and
Cellular Basis of Cell Proliferation Assays that Use Tetrazolium Salts.
Biochemica, 1996. 4: 14-19.
88
Carvalho, M. S.
Brandão, S. S. F.; Andrade, A. M. C.; Pereira, D. T. M.; Barbosa Filho, J. M.;
Lima, M. C. A.; Galdino, S. L.; Pitta, I. R.; Barbe, J. A novel way of synthesis of
1,3,5-trisubstituted-2-thioxoimidazolidinones. Heterocyclic Communications
2004, 10(1), 9-14.
Bruijnincx, P.C. A; Sadler, P. J. New trends for metal complexes with anticancer
activity. Current Opin.Chem. 2008. 12,197–206.
Carmi C, Cavazzoni A, Zuliani V, Lodola A, Bordi F, Plazzi PV, et al. 5Benzylidene-hydantoins as new EGFR inhibitors with antiproliferative activity.
Bioorg Med Chem Lett 2006;16:4021–5.
Cesarini, S., Spallarossa A., Ranise A., Schenone, S., Rosano, C., La Colla, P.,
Sanna, G., Busonera, B., Loddo, R. N-Acylated and N,N0-diacylated
imidazolidine-2-thione derivatives and N,N0-diacylated tetrahydropyrimidine2(1H)-thione analogues: Synthesis and antiproliferative activityEuropean
Journal of Medicinal Chemistry. 2008. 1-13.
Choi, S.; Filotto, C.; Bisanzo, M.; Delaney, S.; Lagasee, D.; Whitworth, J. L.;
Jusko, A.; Li, C.; Wood, N. A.; Willingham, J.; Schwenker, A.; Spaulding, K.
Reduction and Anticancer Activity of Platinum(IV) Complexes. Inor. Chem.
1998, 37, 2500-2504.
Fiallo M, Kozlowski H, Garnier-Suillerot A. Mitomycin antitumor compounds—
Part 1. CD studies on their molecular structure. Eur J Pharm Sci 2001;12:487–
94.
Kavitha C.V, Mridula Nambiar, Ananda Kumar C.S., Bibha Choudhary,
Muniyappa K., Kanchugarakoppal S. Rangappa, Sathees C. Raghavan. Novel
derivatives of spirohydantoin induce growth inhibition followed by apoptosis in
leukemia cells. Biochemical pharmacology, 2009. 77348 – 363.
Kovala-Demertzi, D., Alexandratos, A., Papageorgiou A., Yadav, P. N., Dalezis
Panagiotis, Demertzis, M. A. Synthesis, characterization, crystal structures, in
vitro and in vivo antitumor activity of palladium(II) and zinc(II) complexes with 2formyl and 2-acetyl pyridine N(4)-1-(2-pyridyl)-piperazinyl thiosemicarbazone.
Polyhedron. 2008. 27, 2731–2738.
Kleemann A, Engel J, Kutscher B, Reichert D. Pharmaceutical substances,
synthesis, patents, applications; 2001.
Kurz ,T.; Widyan , K. A Convenient synthesis of 3-amino-4-imino(thioxo)imidazolidin-2-ones.Tetrahedron Letters. 2004. 45. 7049–7051.
Ismael, G. F.V., Rosa, D. D., Mano, M. Novel cytotoxic drugs: Old challenges,
new solutions. Cancer Treatment Reviews, 2008. 34, 81– 91.
89
Carvalho, M. S.
Jung, Y., Lippard, S.J. Direct cellular responses to platinum induced DNA
damage. Chem. Rev. 2007. 107, 1387–1407. Tetko, I.V., Jaroszewicz, I., Platts
J.A., Jaworska, J. K. Calculation of lipophilicity for Pt(II) complexes:
Experimental comparison of several methods. Journal of Inorganic
Biochemistry. 2008. 102, 1424–1437.
Leo, A.J., Hansch C., Role of hydrophobic effects in mechanistic QSAR.
Perspect. Drug Discov. Des. 1999. 17, 1–25. Tetko, I.V., Jaroszewicz, I., Platts
J.A., Jaworska, J. K. Calculation of lipophilicity for Pt(II) complexes:
Experimental comparison of several methods. Journal of Inorganic
Biochemistry. 2008. 102, 1424–1437.
Lippard, S. J. and Zhang, C. X. New metal complexes as potential therapeutics.
Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 481.
Milanesio, M., Monti, E., Gariboldi, M. B., Gabano, E. et al. Trend in cytotoxic
activity of a series of cis-[APtCl2] (A = ethylenediamine methylated at different
positions) complexes. Inorganica Chimica Acta. 2008. 361, 2803–2814.
Mossman, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and
survival:application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol.
Methods, 1983. 65: 55-63.
Oliveira, S. M.; Albuquerque, M. C. P. A.; Pitta, M. G. R.; Malagueno, E.;
Santana, J. V.; Lima, M. C. A.; Pitta, I. R.; Galdino, S. L. Behavior of
Schistosoma mansoni adult worms maintained in vitro towards imidazolidinone
derivatives. Acta Farmaceutica Bonaerense, 2004. 23,3; 343-348.
Rajic Z, Zorc B, Raic-Malic S, Ester K, Kralj M, Pavelic K, et al. Hydantoin
derivatives of L- and D-amino acids: synthesis and evaluation of their antiviral
and antitumoral activity. Molecules. 2006;11:837–48.
Santos, l. C.; Uchoa, F. T.; Canas, A. R. P. A.; Sousa, I. A.; Moura, R. O.; Lima,
M. C. A.; Galdino, S. L.; Pitta, I. R.; Barbe, J. Synthesis and anti-inflammatory
activity of new thiazolidine-2,4-diones, 4-thioxothiazolidinones and 2thioxoimidazolidinones. Heterocyclic Communications. 2005. 11:2;121-128.
Skehan , P., Storeng, R., Scudiero, D., Monks, A., Mcmahon, J., Vistica, D.,
Warren, I.T., Bodesch, H., Kenney, S., Boyd, M. R. New colorimetric cytotoxicity
assay for anticancer – drug screening. J. Natl. Cancer Inst., 1990. 82(13): 11071112.
Struck, R.F., M.C. Kirk, L.S. Rice, W.J. Suling, Isolation, synthesis and
antitumor evaluation of spirohydantoin aziridine (SHAZ), a mutagenic metabolite
of spirohydantoin mustard.J. Med. Chem. 1986. 29,1319-1321.
90
Carvalho, M. S.
Thomas, G. Química Medicinal: Uma Introdução. 2003.1ª. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan.
Wermuth, C. G., Laboratoire de Pharmacochimie Moléculaire, Faculté de
Pharmacie, Université Louis Pasteur, The Practice of Medicinal Chemistry.
2003. Second edition. Illkirch, France.
Zhang, F., Suarez, G., Sha, J., Sierra, J. C., Peterson, J. W., Chopra, A. K.
Phospholipase A2-activating protein (PLAA) enhances cisplatin-induced
apoptosis in HeLa cells. Cellular Signalling 21. 2009, 1085–1099
Wang, D. Lippard, S.J. Cellular processing of platinum anticancer drugs. Nat.
Rev. Drug Discov. 2005. 4, 307–320
Williams DA, Lemke TL. Foye‘s principles of medicinal chemistry. Philadelphia:
Lippincott Williams & Wilkins; 2002.
91
Carvalho, M. S.
QUÍMICA NOVA
ISSN: 0100-4042
Platinum Coordination Compounds As One of the Most Active
Chemotherapeutic Class for Treatment of Large Range of
Tumors, and New Approaches for Biological Evaluations
92
Carvalho, M. S.
Review: submit to Química Nova ISSN: 0100-4042
PLATINUM COORDINATION COMPOUNDS AS ONE OF THE MOST ACTIVE
CHEMOTHERAPEUTIC CLASS FOR TREATMENT OF LARGE RANGE OF
TUMORS, AND NEW APPROACHES FOR BIOLOGICAL EVALUATIONS
Manuela dos Santos Carvalho, Maria do Carmo Alves de Lima; Suely Lins
Galdino; Ivan da Rocha Pitta*
Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos (LPSF), Grupo de Pesquisa em Inovação
Terapêutica (GPIT) – Departamento de Antibióticos, Universidade Federal de Pernambuco
(UFPE), Av. Prof. Moraes Rego Nº 1235. Cidade Universitária. CEP: 50.670-901. Recife-PE.
Brasil.
João Bosco Paraíso da Silva, Wagner Eduardo da Silva, Gilberto
Fernandes de Sá
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Luiz
Freire, s/n, 50740-540 Recife –PE, Brasil.
Luís A. E. Batista de Carvalho, Maria Paula M. Marques
Unidade de Química-Física Molecular, Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT),
Universidade de Coimbra, 3004-535, Coimbra, Portugal.
* Corresponding author, phone: +0055 81 2126-8347 (R-220)
*e-mail: [email protected]
93
Carvalho, M. S.
Platinum Coordination Compounds as one of the most active
chemotherapeutic class for treatment of large range of tumors, and
new approaches for biological evaluations
Abstract
This review shows developments in a selected area of coordination compounds
which have like main representative cisplatin. The several areas were a direct
consequence of the cis-Pt(NH3)2Cl2 (cisplatin) antitumor activity discovery. Also
will be highlight the development of promising novel cytotoxic drugs that will
hopefully offer not only gains in efficacy, but also in safety, tolerability and
convenience. Mechanistic aspects between biological systems and some
chemotherapeutic complexes interaction, imidazolidines as importants ligands,
allowing the synthesis of a plethora of new platinum coordination compounds,
such as the development of less toxic and more selective anticancer
therapeutics.
Keywords: cancer, cytotoxicity, metals complexes, imidazolidin-2,4-dione, cisplatin
94
Carvalho, M. S.
1. Introduction
Medicinal inorganic chemistry can exploit the unique properties of metal
ions for the design of new drugs. This has, for instance, led to the clinical
application of chemotherapeutic agents for cancer treatment, such as cisplatin.
The use of cisplatin is, however, severely limited by its toxic side-effects. This
has spurred chemists to employ different strategies in the development of new
metal-based anticancer agents with different mechanisms of action. These
include the more selective delivery and/or activation of cisplatin-related
prodrugs and the discovery of new non-covalent interactions with the classical
target, DNA.
In the 1960s, Rosenberg discovered that cell division, of a bacteria
culture (Escherichia coli) in a chamber with immersed platinum electrodes,
could be inhibited when an electric field was turned on. When the electrical field
was turned off, bacterial cells restarted division process. The effect was not by
electrical field but rather to electrolysis compounds from electrodes. A chemist,
T. Krigas, was consulted to identify this platinum compounds. After some quick
studies, the platinum complex cis-[PtCl2(NH3)2], also known as peyrone´s
Chloride and ‗cisplatin‘,1,2,3 shows antiproliferative cells activity. Cisplatin (Figure
1) was introduced to the clinic around 1980 and the drug has been successfully
used against many forms of cancer, particularly for the treatment of testicular
and ovarian cancers.1,4,5 The mechanism of action of cisplatin has not been fully
elucidated, and is still a matter of intense research.6-8,1
The recent surge in clinical trials involving platinum anticancer drugs
reflects the efficacy and success rate of cisplatin, the first and most potent
member of the class. However, the drug‘s clinical utility is restricted by both
toxicological and especially tumor resistance considerations. For example, while
high response rates can be achieved in ovarian cancer, the long-term results
are disappointing due to the development of drug resistance leading to
recurrence and subsequent death of most of these patients.9,10
Despite its success and large tumor cells action window, cisplatin suffers
from limitations due to possibility of patient to develop drug resistance, lacking
activity against tumors with neutral or acquired resistance 11,12 and severe side
95
Carvalho, M. S.
effects
(nausea,
vomiting,
ototoxicity,
neurophaty,
nephrotoxicity
and
myelosuppression); rarely some patients presents visual impairment, seizures,
arrhythmias, acute ischemic vascular events, glucose intolerance and
pancreatitis.13 Cisplatin has too a limited solubility in aqueous solutions which is
a problem for intravenous application; in such case, medical workers requires
dispendious coadjuvant side effects treatments capable to resolve the symptom
without remedy interaction. Vomiting and nausea suggest continuous search
about new anti-emetic agents. Nephrotoxicity requires patient hydration but is
not sufficient. Depending on cisplatin (CDDP) dosage used in chemotherapeutic
procedure, a case of deafness can occur; ototoxicity represents a cumulative
and irreversible side effect, in any way that audiograms are obtained. The initial
symptom of inner ear damage, in this case, is the high frequency acuity loss,
when the range of speech starts to be affected, the chemotherapeutic agent
should be discontinued.13
From thousands of new synthesized analogs, only two other drugs:
carboplatin,
diammine(1,1-cyclobutanedicarboxylato)
platinum(II),
and
oxaliplatin, (1R,2R-cyclohexanediamine) oxalatoplatinum (II) (Figure 1) are in
widespread clinical use, at present. A recent review reports that of more than
3000 potential new drugs synthesized, only 30 have entered clinical trials, and
suggests that absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME) are a
major factor in this low success rate.14,15 Thus, a crucial parameter for design of
new platinum-based anticancer drugs is their lipophilicity,15-17 which is related to
important biological process such as absorption, transport through membranes,
drug-receptor
approaches
complexes
18
19
interactions
or
a
toxicity
of
molecules.
New
synthetic
and a better knowledge of the molecular mechanism of platinum
provide the basis for a rational design of promising anticancer
platinum coordination compounds.
96
Carvalho, M. S.
O
NH3
Cl
NH3
Pt
Pt
NH3
NH3
O
Cl
NH3
O
O
O
Pt
O
NH3
O
Cisplatin
O
Oxaliplatin
Carboplatin
Figure 1. Chemical structures of cisplatin, carboplatin and oxaliplatin.
In clinical practice cisplatin, carboplatin and oxaliplatin are administered
by intravenous infusion but platinum drugs that could be effectively
administered orally are strongly desirable in order to increase their potential
clinical uses in the outpatient setting.20
These drawbacks gave impetus for the development of new generations
of platinum based anticancer drugs. However, only cis-diammine (1,1cyclobutanedicarboxylato)
platinum(II)
(carboplatin)
received
worldwide
approval. Carboplatin, less toxic than cisplatin, is active against the same tumor
entities as cisplatin and is also administered intravenously. Other important
point platinum-based anticancer drug is (R, R-trans-1,2-diaminocyclohexane)
oxalatoplatinum(II) (oxaliplatin), registered in Europe and Japan. Oxaliplatin has
shown potential against cisplatin-resistant tumors and is used to treat colorectal
cancer.21
Some researchers22,23 reported the high antitumor efficacy of oxaliplatin
against melanoma, testicular and ovarian cancers, stomach cancer and
colorectal carcinoma. Toxicity of oxaliplatin is peripheral sensory neuropathy,
being the dose-limiting toxicity.22,24 Advantages of oxaliplatin are not showing
less nephrotoxicity, cardiotoxicity, mutagenicity and cross-resistance against
some cisplatin resistant tumors, showing collateral sensitivity and it shows very
low myelosuppression.22,25,26
Platinum (II) compounds have also an extensive history exhibiting
virucidal activity, including a recent report of anti HIV-1 activity.12,27 In this
context there is a clear evidence that the carrier ligand influences the antiviral
activity and modifications of the carrier ligand in cisplatin may broaden the
range of antitumor and antiviral activities, therefore, there is still a need to
97
Carvalho, M. S.
synthesize platinum(II) complexes with novel ligands and to test them for
antitumor activity.12
Others metal complexes of gold, platinum, iridium, palladium, rhodium
and osmium have been reported to have activity against a variety of
trypanosomatids, but the molecular target of these compounds has not been
defined. The activity of gold(III) and palladium(II) cyclometallated complexes,
and oxorhenium(V) complexes against mammalian and parasitic cysteine
proteases was investigated, it is known that the cysteine proteases of the
trypanosomatid parasitic protozoa have been validated as targets for
chemotherapy of Chagas‘ disease and leishmaniasis.28 In the search for a
pharmacological control of Chagas‘ disease, metal complexes appear to be a
promising new approach. In this sense, the design of complexes combining
ligands bearing anti-trypanosomal activity and pharmacologically active metals
has been successfully developed.29
The long-term goal of project studied by Bjelosevic (2006) was to
develop a straightforward synthetic pathway for the production of ferrocenylbased platinum compounds to be used as tentative replacement drugs for
cisplatin in the clinic. Earlier studies have shown that this class of compound
exhibits promising both antineoplastic and antimicrobial activity.1,30,31
Besides is presented in the overview on recent developments in selected
areas of Pt coordination chemistry which were a direct consequence of the
discovery of the antitumor activity of cis-Pt(NH3)2Cl2 (Cisplatin). These include
complexes of PtII with oxygen donor atoms, mixed-valence state Pt compounds
as well as diplatinum(III) complexes, and compounds containing nucleobases
as well as a limited number of other heterocyclic ligands. Both the potential
biological relevance of these compounds and the role cis- and trans-(am)2MII
(am = NH3 or amine; M = Pt, Pd) entities are playing in the construction of
regularly shaped molecules (‗molecular architecture‘) are briefly outlined.32
2. Platinum rediscovery as one of the most successful antitumor agents
The 19th century brought the discovery of the first organometallic
compound of any metal, K[PtCl3(C2H4)]·H2O by Zeise (1830), and numerous
reports on inorganic platinum ammine complexes by scientists such as
98
Carvalho, M. S.
Peyrone, Reiset, Cossa, Cleve, and Magnus. It was the ‗Theory of Coordination‘
of Werner which, by the end of last century, provided an explanation for the
constitution of many of these complexes. During the 20th century the
development of metal catalysts for industrial production processes, many of
which contain Pt or platinum group metals,33 was a major goal. Termed once a
‗master of transmutation‘, platinum has been estimated to be used in the
manufacture of one out of five of today‘s products.33
The recent surge in clinical trials involving platinum anticancer drugs
reflects the efficacy and success rate of cisplatin, the first and most potent
member of the class.34 Most recently, the FDA approved oxaliplatin as a firstline therapy for the treatment of colorectal cancer.35,36 Since the advent of
platinum based cancer therapy, several active compounds that violate the
classical structure–activity relationships for cisplatin have been identified,
including platinum(IV)59 and polynuclear platinum complexes,37,38 and platinum
compounds with a trans stereochemistry.35
Platinum (II) complexes are widely used in cancer chemotherapy. 39,40
The
most
important
platinum-based
diamminedichloroplatinum(II)),
carboplatin
drugs
are
cisplatin
(diammine[1,1-
(cis-
cyclobutane-
dicarboxylato]-O,O‘-platinum(II)), the first and second platinum(II) derivatives to
hit the market, and more recently oxaliplatin, nedaplatin, iobaplatin, and
heptaplatin (Figure 1 and 2).19,41,42 The first three platinum (II) complexes are
used worldwide while the last three are used mainly in Asian countries.
NH 3 O
Pt
NH 3 O
O
NH2
O
O
O
Pt
NH2
O
O
O
NH2 O
Pt
NH2 O
O
Nedaplatin
lobaplatin
Heptaplatin
Figure 2. Structures of known platinum(II) complexes used in clinics.
99
Carvalho, M. S.
When the carrier ligands are modified, it is possible to achieve a limited
change in the spectrum of activity, e.g., oxaliplatin which has 1,2diaminocyclohexane as the carrier ligand has been found to be active against
colorectal cancer. It may be true to say that all cisplatin analogues generally
have a similar spectrum of activity and develop similar resistance. One such
class of compounds is platinum complexes having aromatic amines and
iminoethers in the trans configuration as carrier ligands that have shown activity
comparable to that of cis-platin in a number of cancer cell lines. Because of
different nature of binding with DNA (mainly intrastrand in the case of cisplatin
and its analogues and interstrand in the case of trans-complexes), transcomplexes would be expected to have a spectrum of activity different from
cisplatin.43
2.1. Clinical Status of metal complexes and its new developments/
perspectives
The discovery by Rosenberg of the anticancer activity of cisplatin, cis[PtCl2(NH3)2], and cis-[PtCl4(NH3)2] in the 1960s, precipitated the search for
related complexes with similar or better activity. It has been generally accepted
as a paradigm of the biochemical pharmacology of platinum antitumor drugs
that a cis configuration of the leaving groups is necessary for antitumor activity
of platinum compounds. However, cisplatin has two major drawbacks: severe
toxicity that includes nephrotoxicity, neurotoxicity and ototoxicity, and the
presence or acquisition of resistance to the drug.44
Toxicities
include
nephrotoxicity,
myelosuppression,
ototoxicity,
anaphylaxis and peripheral neuropathies. Resistance is considered to be
multifactorial and includes reduced intracellular drug accumulation, increased
inactivation by glutathione and metallothionein, increased DNA damage repair
and alterations in apoptotic pathways.45
The low bioavailability and cellular uptake of cisplatin, combined with the
high reactivity of the compound also limit the efficacy of the drug. The highly
reactive nature of cisplatin results from rapid hydrolysis of the parent compound
to the activated, aquated form [cis-[PtCl(H2O)(NH3)2]+] in biological solutions. As
100
Carvalho, M. S.
a result, cisplatin reacts with a number of cellular components, such as proteins,
RNA, membrane phospholipids and cytoskeletal microfilaments, which reduce
the pool of drug available to complex with DNA.46
The mononuclear system, trans isomer of cisplatin, trans-[PtCl2(NH3)2]
(transplatin), is therapeutically inactive. Substitution of NH3 in trans-[PtCl2(L)(L‘)]
gives complexes with cytotoxicity in the micromolar range. In general, these
complexes exhibit enhanced cytotoxicity with respect to the parent transplatin
and are usually non-cross-resistant with cisplatin. Since the first publication of
this phenomenon using planar amines.47,48 A range of amine ligands (pyridine,
thiazole,
quinoline,
isoquinoline,
etc.)
has
been
employed,
including
iminoethers, alicyclic amines, and heterocyclic aliphatic amines.49,50
Complexes containing transplanaramines (TPA compounds) exhibit a
unique cytotoxicity profile in the NCI tumor panel and induction of
topoisomerase
I-DNA
complexes
in
human
tumor
cells.38,51,52
Thus,
pharmacological and biological differences might be systematically exploited to
design new complexes with activity in cisplatin-resistant tumors.
The
standard
cis-trans
structure-activity
relationship
of
platinum
antitumor complexes, exemplified by cisplatin is that only the cis geometry is
therapeutically active. This way of thinking was rapidly spread amongst the
researchers in the field due to the observed inactivity of the trans isomer of
cisplatin, trans-diamminedichloroplatinum(II) (transplatin), and has had a major
influence on both the design of new platinum antitumor agents and the
mechanistic interpretation of the antineoplastic activity of cisplatin.53
A recent example of the latter strategy is the encapsulation of cisplatin
and carboplatin in the hollow protein cage of the iron storage protein ferritin,
which can be internalized by some tumour tissues. Indeed, the drug-loaded
protein showed cytotoxic activity against the rat pheochromocytoma cell line
(PC12). In a different approach, minicells, bacterially-derived 400 nmanucleate
particles, have been packed with chemotherapeutics, such as cisplatin, and
labelled with bispecific antibodies. This resulted in endocytosis and ultimately
drug release in cancer cells.54
Platinum (IV) prodrugs can be used to overcome some of the problems
associated with cisplatin and its analogues.41 The high kinetic inertness of Pt
101
Carvalho, M. S.
(IV) complexes relative to their Pt(II) analogues introduces drug stability and the
two extra ligands on the octahedral metal centre offer many possibilities for
modification of pharmacokinetic parameters. As extra and intracellular agents‘
reduction of platinum (IV) to platinum (II) is usually essential for activation and
subsequent cytotoxicity, these prodrugs in effect provide better ways of
delivering cisplatin (or its analogues) to the target tumor cell. The reduction
rates of platinum (IV) complexes depend on the electron-withdrawing power and
steric hindrace of axial position ligands; for a complex whose reduction rates is
fast, we can assume that this compound could presents high citotoxicicity. 55
Synthetic advances now allow the inclusion of various bioactive ligands in the
axial positions, and, hence, targeting to specific types of cancer cells; this kind
of strategies can help the design of orally platinum drugs, such as contributed
for rationalize the effect of some platinum drugs as JM216 and JM221 (Figure
3).
O
O
O
H3N
H3N
Cl
Pt
O
Cl
Pt
NH2
NH2
Cl
O
Cl
O
O
O
JM221
JM216
Figure 3. Chemical structure of some active platinum IV complexes.
Barbara and colleagues have synthesized and characterized several
members
of
a
new
family
of
compounds,
(NH3)2Pt(triacid)
and
(PPh3)2Pt(dehydrocholate)2 are two novel platinum compounds obtained by
conjugating dehydrocholic acid with two different platinum coordination
complexes (Figure 4), which for the first time, of the in vitro and in vivo orally
active antitumour activity on a syngeneic and orthotopic hepatoma model. In
particular, (NH3)2Pt(triacid) demonstrated both a high cytotoxic activity on N1–
102
Carvalho, M. S.
S1 hepatoma cells and a significant in vivo antitumour effect without signs of
toxic effects.56
O
COOH
O
O
NH3
O
O
Pt
(NH3)2Pt(triacid)
O
NH3
O
O
O
O
O
O
O
Pt
PPh3 PPh3
O
O
O
(PPh3)2Pt(dehydrocholate)2
Figure 4. Chemical structure of the bile acid-conjugated platinum complexes, (NH3)2Pt(triacid)
and (PPh3)2Pt(dehydrocholate)2.
2.2.
Polinuclear Platinum Complexes Purpose Against Resistant Tumor
Cells
The cisplatin resistant tumor cells appearance could be explained by
reduced drug accumulation (reduced DNA platination) and altered DNA repair,
in such case, polinuclear systems appears with peculiars properties trying to
resolve these last chemotherapeutics problems.
Farrell and co-workers57 demonstrate a big interest in this area,
suggesting alterations of the antitumor activity by modification of the mode of
DNA biding. Polinuclear platinum systems are capable to create intrastrand and
interstrand DNA bonds by the two or more active moieties in the same
molecule, difficulting DNA repair mechanism of toxic lesions; another relevant
point of this area is the possibility of the trans-platinum complexes activation by
appropriate building ligands uses, antagonizing the paradigm of cisplatin-based
drugs. This last point of view could be confirm by a serie of 4+ charged
complexes synthesized, multifunctional possibilities to hook DNA and
103
Carvalho, M. S.
therapeutic dosage decreasing. Some of these ligands act as a bridge between
two or more platinum centres, allowing new linkages to DNA nitrogen bases
depending on ligand length (Figure 5).58
Bridge Ligand
Intrastrand NH
3
Pt
NH3
NH3
Pt
Pt
NH3
Interstrand
Figure 5. DNA-Platinum complexes. (i) Intrastrand lesion preferentially occurs for cis-Pt
mononuclear complexes. (ii) Interstrand lesion occasioned by polinuclear platinum complexes
has an important ligand bridge lenght contribution.
Cisplatin (cis-DDP) binds preferentially to N(7) position of purine
nucleotides, forming intrastrand complexes, which comprises 90% of DNA-Pt
lesions (bifuctional lesions);59 1,2-intrastrand cross-links at the d(GpG) and
d(ApG) sites, representing about 65 and 25% of the platinum bonds
respectively (Figure 6). In such case, cell attempts to repair the damage or
activates apoptosis (programmed cell death). The cisplatin-DNA complexes are
substrates for NER (nucleotide excision repair), this process is a kind of DNA
lesion recognition, whose mechanism is sensitive and dependent of which
strand platinum is binding, it showing more efficiently for intrastrand cross links
cases.60 In the case of trans-DDP, research generates a lot of results proving
that it is a inactive species because DNA-complexes were repaired more
efficiently than cis-isomer analogous.61
104
Carvalho, M. S.
NH2
O
7N
7N
1NH
3
N
9N
R
1
9N
NH2
R
Guanine
N
3
N
Adenine
Figure 6. Structure of purine nucleobases containing preferential position N (7) of platinum
drugs linkanges.
Rationalizing about polinuclear platinum complexes action, they have
different array to DNA attachment, finding inaccessible sites for linkage, in
comparison to mononuclear species.62 Another important point of this
chemotherapeutic design area is the possibility of antiproliferative potency
changing by different factors such as resultant charge of coordination
compound, ligand chain length and flexibility of this bridge (ligand).
One of the most important trinuclear platinum complex developed is the
compound BBR 3464 (Figure 7), which showed promising results against
cisplatin resistant cells lines.
BBR 3464
NH3
Cl
Pt
4+
NH3
NH2
NH2
Pt
NH3
NH3
NH2
NH2
Pt
NH3
NH3
Cl
Figure 7. Structure of polinuclear platinum complex BBR 3464 suggested as a potential
compound for cancer cells resistant treatment.
Polinuclear platinum coordination compounds could be characterized by fast
binding to DNA and long-range fixing points (intra and interstrand cross-links);
so a new window of opportunity is open for new clinically relevant agents,
antagonizing cisplatin based drugs.63
105
Carvalho, M. S.
2.3.
Mechanistic aspects of the interaction of metal complexes
(Acridines and Platinum Complexes)
Since the discovery of the intercalative binding mode, almost half a
century ago, intense efforts have been devoted to design, synthesize and test
new small molecules that can bind nucleic acids with improved recognition and
affinity. Among them, metal bearing compounds play a principal role. Despite
the plethora of different metal complexes which have been designed to react
with DNA and which have been tested, the binding mechanisms have often not
been
analysed.
This
is
unfortunate,
considering
the
importance
of
understanding of the binding features in depth in order to optimise their
biological effects.64
In the early 1960s Lerman discovered that dyes of the acridine family
(Figure 8A) are able to bind to nucleic acids inserting themselves between the
base pairs of the polynucleotide, being there stabilised by dye–base noncovalent interactions.65
NH2
(A)
(B)
N+
H2N
N+
NH2
H
Figure 8. Early intercalators: (A) Proflavine and (B) ethidium.
This process, denoted as intercalation, can produce deep alterations in
the nucleotide secondary structure,66,67 according  interactions between
aromatic condensed rings and DNA bases, causing an enlarging DNA grooves
by steric hindrance implementation,23 with major consequences for DNA
replication and transcription. In some cases intercalation can occur in a
selective way that is at a particular base sequence.68
Therefore, many efforts have been devoted to design, synthesize and test
small molecules that could specifically target polynucleotide sites or sequences,
in order to generate new drugs displaying efficient pharmacological properties
106
Carvalho, M. S.
or acting as new sensitive diagnostic agents for novel applications. The tested
molecules are often condensed aromatic compounds, since the presence of a
planar hydrophobic residue is an essential requirement for intercalation.
Moreover, metal complexes able to form bonds with polynucleotides have also
been considered.64
Acridine-based compounds act by inhibiting the essential enzyme,
topoisomerase II (topo II).69,70 Topo II plays a critical role in actively replicating
cells by affecting topological changes in DNA, allowing for replication,
transcription, and decatenation.71
The mechanism of action of cisplatin remains to be completely elucidated
but it is widely accepted that cytotoxicity primarily results from the formation of
DNA intrastrand bonds (for mononuclear platinum compounds) and interstrand
bonds (for polinuclear platinum compounds). Recognition proteins detect the
DNA damage and initiate DNA repair. If the damage is irreparable, cell death is
triggered provided that the apoptotic pathway remains intact. 72 Mechanistic
studies showed that cisplatin acts as a prodrug, as it undergoes hydrolysis in 35
aqueous media to form aquaplatinum (II) complexes, which in turn covalently
binds to DNA.
2.4.
Acridines Reinforcing Platinum Complexes Activity
Chemotherapeutic methodology, using cisplatin as alkylant agent, have
some troubles, one of them is the resistant cells lines appearing. Reinforcing
the cancer treatment and trying to resolve this, some researchers have
prepared a variety of complexes with active carrier ligands, for example,
complexes
with
acridines
acridinecarboxamide
(Figure
branches.
9),
Some
presented
platinum
activity
complexes,
improvement
with
when
compared to Pt complexes analogous. An important aspect extracted from
some works73-75 was the relationship between antiproliferative activity and
acridine ring attached position by Pt moiety.
107
Carvalho, M. S.
O
NH
(CH2)n
NH2
NH
n = 3 or 6
Pt
Cl
N
Cl
N
O
NH
(CH2)n
NH
NH2
Pt
Cl
n = 3 or 6
Cl
Figure 9. Platinum complexes with acridinecarboxamide branches.
The research around ligands used for platinum coordination compounds
synthesis is a promising area, contributing for cancer treatment development.
Researchers investigate extensively the cellular pharmacology of platinum
complex, collecting substantial knowledge which helps the new ligands
synthesis. Understanding ligands improvement, pharmacokinetic results of
cisplatin analogous shows the influence (importance) of composition of the
leaving group that could contribute for side effects reduction, medicine
vectoring, best bioavailability drug in plasma76 or synergic effect.
3. Others metals complexes like subject of intensive biological evaluation
The research efforts have not been limited solely to the search for
improved platinum-based therapies, but also for alternative metals and for new
therapeutic uses. The discovery of the gold and platinum drugs was the result
of chance discovery, serendipity. However rational design of metal-based drugs
has become increasingly important, and must continue to be so, if we are to
make new advances in metallopharmaceutical research and development. 77 In
many instances rational design has exploited the early chance discoveries, this
is particularly apparent in the design of second generation drugs. 78
Platinum is the most widely studied metal concerning complex formation
with nucleotides due to the potential antitumor activity. The application of
platinum complexes in cancer therapy is, perhaps the best-known example of
108
Carvalho, M. S.
the use of metal complexes in the treatment of a disease. After the discovery of
the antitumor activity of platinum(II) complexes, the interactions of other metal
ions
and
nucleotides,
among
others,
palladium(II),
ruthenium(II)
and
organotin(IV) have been intensively studied.
As reported in reviews by Sadler and Lippard, there has been a growing
interest in the chemistry community to examine the anti-cancer activities of
gold(I, III), platinum(II), ruthenium(II, III), iron(II) complexes and the antiviral
activities of vanadium(IV) complexes, some of these metal 30 complexes have
been developed to the stage of entering clinical trials.18,79
New Mn(II), Co(II), Cd(II), Hg(II), Ag(I), Rh(III), and Ir(I) complexes with
the ligand BZLMH derived from 6-acetyl-1,3,7-trimethyllumazine (lumazine =
pteridine-2,4(1H,3H)-dione) and benzohydrazide were reported. The cytotoxic
activity of the free ligand and complexes against human neuroblastoma NB69
cell line is also described. The differential analysis of the initial cytotoxic
screening
data
has
shown
good
activity
only
for
the
[RhCl2(BZLM)(CH3CN)].CH3CN compound at concentrations at around 2 µM;
for the other complexes, a modulation of the cell growth was not found upon
complexation, this non-specific effect strongly suggesting an apoptotic
behavior.80
Novel prepared palladium(II) and zinc(II) complexes with 2-formyl
pyridine N(4)-1-(2-pyridyl)-piperazinyl thiosemicarbazone, and Pt(II) or Pd(II)
complexes with 2-acetyl pyridine N(4)-ethyl-thiosemicarbazone, HAc4Et were
tested in a panel of human tumor cell lines of different origins (breast, colon,
and ovary cancers), and cisplatin-refractory/resistant cell lines and were found
to exhibit very remarkable growth inhibitory activities with mean IC 50 values of
0.9–0.5 nM and support the hypothesis that both [Pt(Ac4Et)2] and [Pd(Ac4Et)2]
complexes can be characterized by cellular pharmacological properties
distinctly different from those of cisplatin.81,82
Evidence of increases in antitumor activity upon substitution of Pd(II) for
Pt(II) as the metal center have been available in the literature for some time,
showing that the effect of this metal center substitution depends strongly upon
the system under study. Soares et al. (2007), reported the significant potencial
of polynuclear Pt(II) polyamine compounds as anticancer drugs, by evaluation
109
Carvalho, M. S.
the effect of substituting Pd(II) for Pt(II) on their antitumor activity through
cytotoxic effects towards a human cancer cell line (HSC-3) of dinuclear Pd(II)
spermine (sp) chelate (PdCl2)(sp) (Figure10).83
Cl
Cl
Pd
HN
N
N
NH
Pd
Cl
Cl
Figure 10. Structure of complex (PdCl2)2(sp), a dinuclear complex of Pd(II) containing two cisdichloropalldium(II)
units
bridged
by
the
biogenics
polyamine
spermine
(sp,
83
H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2).
Studies of cyanometalate complexes where metal is Hg(II), our studies of
the complexation of L2Hg(CN)2 (where L = imidazolidine-2-thione and its
derivatives) was a tested for antimicrobial activity and it was measured as
described in literature.84,85 It was evaluated by the minimum inhibitory
concentration (MIC) on four microorganisms, namely Heterotrotropic Plate
Counts (HPC), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Fecal Streptococcus
(FS) and Escherichia coli (E. coli), this study showed significant antimicrobial
activity compared to 1,3-diazinane-2-thione (Diaz); 1,3-diazipane-2-thione
(Diap) and that after complexation with Hg(II) cyanide, the antimicrobial activity
is increased.86
Organoruthenium complexes of the type [(η6-arene)RuII(en)Cl]+, where
arene = benzene or a benzene derivative and en = 1,2- diaminoethane, exhibit
anticancer
activity,
including
activity
against
diamminedichloridoplatinum (II)) resistant cancer cells.
cisplatin
87,71
(cis-
This class of
complexes can form strong monofunctional adducts with DNA. Modifications of
natural DNA by [(η6-bip)Ru(en)Cl]+, where bip = biphenyl, studied using several
different techniques, have shown preferential binding to guanine (G) residues.
[(η6-bip)Ru(en)Cl]+ binds to DNA through coordination to G N7 as well as
noncovalently, through hydrophobic interactions between the arene and DNA.
These hydrophobic interactions may include intercalation of the noncoordinated
phenyl ring between DNA bases and minor groove binding.88
110
Carvalho, M. S.
4.Imidazolidines so ligands importants for metal complexes
The structure, reactivity and biological properties of hydantoin,
(imidazolidine-2,4-dione) that is a 2,4-diketotetrahydroimidazole discovered by
Baeyer in 1861 and thiohydantoins and derivatives were prepared, having
chemical properties similar to the corresponding carbonyl compounds. Some
biological activities (anticancer, antimicrobial, anticonvulsant, schistosomicidal)
are attributed to the chemical reactivity and consequent affinity of hydantoinic
rings towards biomacromolecules. Therefore, knowledge about the chemistry of
hydantoins has increased enormously.89
The chemistry and properties of imidazolidines and their derivatives have
been investigated for more than 140 years. The hydantoin moiety represents an
important pharmacophore, which is present in various biologically active
compounds. Over the past decades intensive research effort in industry and
academia has been dedicated to the structural modification of hydantoins and
their derivatives. Novel lead structures and drug candidates have emerged from
this research and different types of hydantoin derivatives have been introduced
into the market as pharmaceuticals. 91
On the other hand, imidazolidines (tetrahydroimidazol derivatives) are
cyclic aminals of pharmacological interest due to the bioactivity shown by some
members, which is closely related to the substitution patterns. For example,
N,N‘-dibenzyl-2-arylimidazolidines
showed
antibacterial
and
antiamebic
activity.91 Fungicide, bactericide, and antiviral activities had also been reported
for N,N‘-bisaminoalkylimidazolidines and N,N‘-dihydroxyphenylimidazolidines.92
Moreover due to the hydrophobic nature of imidazolidines they can be used to
increase the bioavailability of biologically active precursors.
The pharmacological potential of this chemical class had attracted
attention and had led to synthesize a number of derivatives N,N‘-bis(4chlorobenzoyl) derivatives of imidazolidine-2-thione (Figure 11) revealed a
significant cytotoxicity in MT-4 lymphoblastoid T cells-based assays (IC50 = 9.9
µM). Also it was in order to investigate the influence of the acyl portion on the
antiproliferative activity, it was prepared in parallel a series of symmetric
analogues.93
111
Carvalho, M. S.
Cl
N
O
N
O
S
Cl
Figure 11. Acylthioureas (ATU) lead compound, 1j, IC50=9.9µM.
The chemistry of transition metal complexes of imidazolidines, IMDZ‘s,
has receiving considerable attention largely because their broad profile of
pharmacological activity affords a diverse variety of compounds with different
activities.82,94-96
According to the numerous biological activities related to IMDZ‘s a
plethora of platinum(II) and platinum(IV) complexes with nitrogen-containing
ligands has been the subject of intensive biological evaluation aimed at
developing less toxic and more selective anticancer therapeutics. 97,42 Among
these hydantoin-containing complexes have been reported to possess
cytotoxic/antitumor
dithienylhydantoin,
disubstituted
activity.98,99
Some
hydantoin
5,5-dipyridylhydantoin,
hydantoins
exhibit
antiviral,
derivatives
spirohydantoins
anticonvulsive
such
and
and
as
3,5-
cytotoxic
activities.97,100
Complexes of heterocyclic ligands such as imidazolidine- 2-thione (Imt)
and its derivatives with metal ions are of interest in bioinorganic chemistry
because of the search for simple model compounds for metal-proteins.101-103 In
view of this, Cu(I), Au(I), Ag(I), Cd(II), Hg(II) and Pd(II) complexes with these
ligands have been widely investigated in recent years.104-108 These pentaatomic ligands exist in the N=C–SH and N–C=S forms, exhibiting a thiol 
thione equilibrium.102,109
There are reports wich show studies extensive of interaction of metal
ions with imidazolidine-2-thione (Imt) and its derivatives.110,111,87 Thiolate
complexes are of great importance from a bioinorganic point of view, mainly due
to the presence of thiolate donors in the coordination sphere of many metal ions
112
Carvalho, M. S.
in very diverse metalloproteins.103,110 Thione ligands are also important and the
coordination chemistry of imidazolidine-2-thione and its derivatives with various
metal ions has been studied extensively.102,111
The study of Bakalova et al. (2008) describes a comparative evaluation
of the cytotoxic effects of four newly synthesized platinum(II) and platinum(IV)
complexes (Figure 12) vs. the referent antineoplastic agent cisplatin in a panel
of human tumor cell lines, using the standard MTT-dye reduction assay for cell
viability. The panel consisted of the following cell lines: T-cell lymphocytic
leukemia; (iii) LAMA-84 human chronic myeloid leukemia,(iv) U-266 human
multiple myeloma, (v) SAOS-2 human osteogenic sarcoma; (vi) MCF-7 human
estrogen receptor positive breast adenocarcinoma.
New platinum(II) and platinum(IV) complexes with 5-methyl-5(4-pyridyl)2,4-imidazolidenedione and various halogen ions with general formula [PtL 2X2]
and [PtL2Cl4], where L is the organic ligand and X is Cl-, Br-, I-, were
synthesized. The molecular formulae of all the complexes were confirmed by
elemental analysis, IR, 1H,
13
C NMR spectral analyses and molar conductivity.
The cytotoxic effects of these complexes were examined on some human tumor
cell lines. The newly synthesized cis-[PtL2Cl2] exerted cytotoxic activity against
SKW-3, MCF-7, EJ, U-266 tumor cell lines, while cis-[PtL2Br2], trans-[PtL2I2]
were less active. The higher oxidation state complex cis-[PtL2Cl4] was inactive
in all cell lines but in SKW-3 some augmentation of the cytotoxicity was seen
after co-administration of ascorbic acid but not when treated in combination with
reduced glutathione or N-acetylcysteine. A DNA-fragmentation analysis
revealed that the cytotoxicity of the dichloro analogue, characterized with
superior activity compared to the other complexes, is mediated by induction of
apoptotic cell death.112
113
Carvalho, M. S.
O
(1)
O
H
N
HN
H
N
(2)
HN
O
O
H3C
H3C
Cl
N
Pt
Pt
N
O
HN
NH
Br
N
Cl
O
HN
CH3
Br
N
NH
CH3
O
O
(3)
O
O
H
N
O
HN
N
H
I
N
CH3
H
N
O
H
N
O
H3C
Cl
N
Pt
Cl
N
I
Pt
N
O
N
H
(4)
Cl
Cl
O
HN
NH
CH3
O
Figure 12. Schematic structures of the investigated Pt II) complexes cis-[PtL2Cl2] (1), cis[PtL2Br2] (2), trans-[PtL2I2] (3) and cis-[PtL2Cl4] (4). General formula [PtL2X2] and [PtL2Cl4],
-
-
- 112
where L is the organic ligand and X is Cl , Br , I .
5.Platinum based Drugs versus New Pt Chemotherapeutics Design?
Pt-DNA coordination compounds are commonly associated to a definitive
trigger point of apoptosis mechanism, but some studies confirmed that cell
death are not linked with the DNA synthesis inhibition. 113 Some Pt-DNA
consequences could be listed by hindrance of DNA polymerase, RNA
polymerase and others proteins directly involved in replication and transcription,
but the molecular basis of cisplatin, for example, is not very well understood,
and the cell containing Pt-DNA death process is more complex than thought.
This last point could be exemplified by Pt-resistant tumor cell appearance. The
replication processes can prolong Pt-DNA lesions, contributing for translesions
114
Carvalho, M. S.
DNA synthesis, which consist an induction of subsequent mutations, according
consecutive rounds of replication. This last process can cause an activation of
cells tumorigenicity, comparable to proto-oncogenes activation, acquiring a new
phenotype (Pt-resistance). This is an important key role that can lead Pt-drugs
based development and rationalization. Platinum oxidation states, ligands
(vectoring, multifunctionalized, pharmacologic properties, building-blocks acting
as a bridge, etc), geometry of coordination compound, number of platinum
centers consist important modification tools for researchers aiming to contour
some of already presented troubles.
6.Conclusions
Cisplatin, for example, has a large and very well known performance
window against different tumor cells lines, arousing the interest of oncologist, 114
hence the platinum coordination compounds novelties development leads
synthesis research for optimal systems, trying to control tumor cells growth and
conduct patients to a better living, reducing side-effects; in despite of some
drugs
contributes
for
tumorigenicity,
causing
Pt-resistant
tumor
cells
appearance.
All different researcher‘s results, about platinum drugs, forming a big
enough database capable to confirm the necessity of integration for a variety of
knowledge areas, that will allow the best comprehension about biological
mechanistic processes involving Pt- based drugs, consequently synthetic
workers will be able to consider this new trends.
There are a lot of problems, about platinum drugs, waiting solving or
another serendipitous discovery. This could be a gap point of optimal systems
capable to offer to patients, best resolution for chemotherapeutics procedures,
without side-effects, and high tumor weight inhibition, promoting platinum drugs
to less toxic group (classification group of some toxicological assays).
Acknowledgements
A todos do Laboratório de Planejamento e Síntese da Universidade Federal de
Pernambuco (UFPE), Brasil. Ao Grupo de Pesquisa em Inovação Terapêutica
115
Carvalho, M. S.
(GPIT), Brasil. Ao Prof. João Bosco Paraíso da Silva e ao colega Wagner
Eduardo da Silva, do Departamento de Química Fundamental da Universidade
Federal de Pernambuco (UFPE), Brasil. À Capes pelo suporte financeiro.
References
1. Bjelosevic ,H., Spégel, C., Snygg, A. S., Gorton L., Elmroth, S. K.C.,
Persson,T. Tetrahedron. 2006. 62, 4519–4527.
2. Rosenberg, B.; Camp, L. V.; Krigas, T. 1965. Nature. 205, 698–699. Nature.
1965. 205, 698.
3. Rosenberg, B.; VanCamp, L.; Trosko, J. E.; Mansour, V. H. Nature. 1969.
222, 385–386.
4. Reedijk, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003. 100, 3611–3616.
5. Zhang, C. X.; Lippard, S. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003. 7,481–489.
6. Barnes, K. R.; Lippard, S. J. In Sigel, A., Sigel, H., Eds. Metal Ions in
Biological Systems; 2004. Marcel Dekker: New York. 42, 143–177.
7. Boulikas, T.; Vougiouka, M. Oncol. Rep. 2003. 10,1663–1682.Bertrand, J.C. Humana: Totowa, NJ, 2004; 51–72.
8. Takahara, P. M.; Rosenzweig, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J. Nature.
1995. 377, 649–652.
9. Adams, M., A.H. Calvert, J. Carmichael, P.L. Clark, R.E. Coleman, H.M. et
al., J. Cancer Br. 1998. 78,1404–1406.
10. Kelland, L.R., Sharp, S.Y., O‘Neill, C. F., Raynaud, F.I., Beale, P. J.,
Judson, I. R. Journal of Inorganic Biochemistry. 1999. 77,111–115.
11. Giaccone, G. Drugs. 2000. 59, 9-17.
12. Rubino, S., Portanova, P., A., Girasolo, Calvaruso, G., Orecchio, S.,
Stocco,
G.C.
Eur.
J.
of
Med.
Chem.
2008.
1-8.
doi:10.1016/j.ejmech.2008.06.023.
13. Loehrer, P. J.; Einhorn, L. H. Ann. Intern. Med. 1984, 100, 704.
14. Jung, Y., Lippard, S.J. Chem. Rev. 2007. 107, 1387–1407.
15. Tetko, I.V., Jaroszewicz, I., Platts J.A., Jaworska, J. K. Journal of Inorganic
Biochemistry. 2008. 102, 1424–1437.
16. Leo, A.J., Hansch C., Perspect. Drug Discov. Des. 1999. 17, 1–25.
116
Carvalho, M. S.
17. Cronin, M.T., Dearden, J.C., J.C. Duffy, R. Edwards, N. Manga, A.P. Worth,
A.D. Worgan, SAR QSAR Environ. Res. 2002. 13, 167–176.
18. Lippard, S. J. and Zhang, C. X. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 481.
19. Wang, D. Lippard, S.J. Nat. Rev. Drug Discov. 2005. 4, 307–320.
20. Ho, Y.P., Au-Yeung, S.C., To, K.K., Med. Res. Rev. 2003. 23, 633–655.
21. Bernhardt, G., Brunner, H., Gruber, N., Lottner, C., Simi K., Pushpan, T. T.,
Zabel, M. Inorganic Chimica Acta. 2004. 357, 4452–4466.
22. Mathé, G., Kidani, Y., Triana, K., Brienza, S., Ribaud, P., Goldschmidt, E.,
et al. Biomed Pharmacother. 1986. 40,372–6.
23. Martins, E. T.; Baruah, H.; Kramarczyk, J.; Saluta, G.; Day, C. S.; Kucera,
G. L.; Bierbach, U.; J. Med. Chem. 2001, 44, 4492–4496.
24. Caussane JP, Levi F, Brienza S, Misset JL, Itzhaki M, Adam R, et al. J Natl
Cancer Inst. 1990. 82,1046–50.
25. Anjo A, Dantchew D, Mathe G. Biomed Pharmacother. 1989. 43, 265–6.
26. Extra, J. M, Espie, M., Calvo, F., Mignot, L., Marty M. Cancer Chemother
Pharmacol 1990. 25, 299–303.
27. Vzorov, A.N., D. Bhattacharyya, L.G. Marzilli, R.W. Antiviral Res. 2005. 65,
57-67.
28. Fricker, S.P., Mosi, R.M., Cameron, B.R., Baird, I., Zhu, Y. Z.; Anastassov,
V.et al., J. Inorg. Biochem. 2008. doi:10.1016/j.jinorgbio.2008.05.010.
29. Vieites,
M.,
Otero,
L.,
Santos,
D.,
Toloza,
J.,Roberto
Figueroa,
Norambuena, E., Olea-Azar, C., Aguirre, G., Cerecetto, H., González, M.,
Morello, A., Garat, J. D. M. B., Gambino, D. Journal of Inorganic
Biochemistry. 2008. 102,1033–1043.
30. Mason, R. W.; McGrouther, K.; Ranatunge-Bandarage, P. R.; Robinson, B.
H.; Simpson, J. Appl. Organomet. Chem. 1999. 163–173.
31. Scarcia, V.; Furlani, A.; Longato, B.; Corain, B.; Pilloni, G. Inorg. Chim.
Acta, 1988. 153, 67–70.
32. Lippert, B. Coordination Chemistry Reviews. 1999a.
33. Lippert, B. Coordination Chemistry Reviews. 1999b. 182, 263–295.
34. Kelland. Nat Ver Cancer 2007. 7, 573–584.
35. Lovejoy, K. S., Todd, R.C. Zhang, S., McCormick, M.S., J. Alejandro, D‘A.
Reardon, J.T., Sancar, A.z, Giacomini, K. M., Lippard, T.J. PNAS.
117
Carvalho, M. S.
Biochemistry. 2008. The National Academy of Sciences of the USA. July 1,
105 no. 26. 8902–8907.
36. Raper, E.S. Coord. Chem. Rev. 1985. 61,115.
37. Farrell, N. Met Ions Biol Syst. 2004a. 42, 251–296 In: Pérez, J. M, Fuertes
M. A., Alonso C., Navarro-Ranninger, C. Crit Rev Oncol Hematol. 2000.
35,109–120.
38. Farrell, N.; Povirk, L. F.; Dange, Y.; Gupta, M. S.; Kohlhagen, G.; Pommier,
Y.; Gewirtz, D. Biochem. Pharmacol. 2004b. 68, 857-866.
39. Gupta, A., Mandal, S. K., Leblanc, V., Descôteaux, C., Asselin, É., Bérubé,
G. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2008. 18. 3982–3987.
40. Gust, R.; Ott, I. Med. Chem. 2007. 7, 95.
41. Hall, M.D.; Mellor, H.R.; Callaghan, R., Hambley, T.W. J Med Chem 2007,
50:3403-3411.
42. Wong, E., M. Giandomenico, Chem. Rev. 1999. 99, 2451-2466.
43. Huq, Fazlul; Qing Yu, Jun; Daghriri, Hassan; Beale, Philip. Journal of
Inorganic Biochemistry. 2004. 98,1261–1270.
44. González-Vadillo, A.M., Álvarez-Valdés, A., Moneo, V., Blanco, F., Díaz,
R.G.,
Carnero,
A.,
Navarro-Ranninger,
C.
Journal
of
Inorganic
Biochemistry. 2007. 101, 551–558.
45. Siddik ZH. Oncogene. 2003. 22, 47, 7265–79.
46. Mellor, H.R.; Snelling, S.; Hall, M.D.; Modok, S.; Jaffar, M.; Hambley, T.W.;
Callaghan, R. Biochemical Pharmacology, 2005. 70, 1137–1146.
47. Beusichem, M. V.; Farrell, N. 1992. Inorg. Chem. 31, 934-939.
48. Farrell, N. Met. Ions Biol. Syst. 1996. 32, 251-296.
49. Mellish, K. J.; Barnard, C. F. J.; Murrer, B. A.; Kelland, L. R. Int. J. Cancer,
1995. 62, 717-723.
50. Natile, G.; Coluccia, M. Coord. Chem. Rev. 2001. 216-217, 383-410.
51. Fojo, T.; Farrell, N.; Orthuzar, W.; Tanimura, H.; Stein, J.; Myers, T. G. Crit.
ReV. Hematol. Oncol. 2005. 53, 25-34.
52. Quiroga, A. G. et al., J. Med. Chem. 2006. 49, 224-231.
53. Lippert B, editor. Cisplatin. Chemistry and Biochemistry of a Leading
Anticancer Drug. Basel. :In: Pérez, J. M, Fuertes M. A., Alonso C., NavarroRanninger, C. Crit Rev Oncol Hematol. 2000. 35,109–120.
118
Carvalho, M. S.
54. MacDiarmid, J.A, Mugridge, N.B, Weiss JC, Phillips L, Burn AL, Paulin RP,
Haasdyk JE, Dickson KA, Brahmbhatt VN, Pattison ST et al.: Cancer Cell.
2007. 11,431-445.
55. Chol, S.; Filotto, C.; Bisanzo, M.; Delaney, S.; Lagasee, D.; Whitworth, J. L.;
Jusko, A.; Li, C.; Wood, N. A.; Willingham, J.; Schwenker, A.; Spaulding, K.
Inor. Chem. 1998, 37, 2500.
56. Barbara, C., Orlandi, P., Bocci, G., Fioravanti, A., Di Paolo, A., Natale, G.,
Mario, Del Tacca, R. Danesi. European Journal of Pharmacology. 2006.
549, 27–34.
57. Qu, Y.; Farrell, Appleton, T. G.; Hoeschele, J. D.; Farrell, N. P.; Inorg.
Chem. 1993. 32, 259.
58. Farrell, N. P.; Almeida, S. G.; Skov, K. A.; J. Am. Chem. Soc. 1988. 110,
5018-5019.
59. Eastman, A. Pharmacol. Ther, 1987. 34, 155.
60. Zamble, D. B.; Lippard, S. J.; Trends Biochem. Sci. 1995, 20, 435.
61. Comess, K. M.; Lippard, S. J.; in ― Molecular Aspects of Anticancer DrugDNA Interactions‖, Eds. Neidle, S.; Waring, M.; Macmillan, London, 1993, p.
134.
62. Zou, Y.; Van Houten, B.; Farrell, N.; Biochemistry, 1994, 33, 5404.
63. Perego, P.; Caserini, C.; Gatti, L.; Carenini, N.; Romanelli, S.; Supino, R.;
Colangelo, D.; Viano, I.; Spinelli, S.; Pezzoni, G.; Manzotti, C.; Farrell, N.;
Zunino, F.; Mol. Pharmacol., 1999, 55, 528-534.
64. Biver, T., Secco, F., Venturini, M. Coordination Chem. Rev. 2008. 252,
1163–1177.
65. Lerman, L.S. J. Mol. Biol. 1961. 3, 18.
66. Sobell, H.M., Tsai, C., Jain, S., Gilbert, S.G., J. Mol. Biol. 1977. 144, 333.
67. Waring, M.J. Nature 1968. 219,1320-1325.
68. Krugh, T.R., Neely, J.W. Biochemistry. 1973. 12, 4418.
69. Denny, W. A.; Baguley, B. C. Curr. Top. Med. Chem. 2003.. 3, 339–353.
70. Denny, W. A. Med. Chem. Rev. Online, 2004. 1, 257–266.
71. Walker, J. V.; Nitiss, J. L. Cancer InVest. 2002, 20, 570–589.
72. Novakova, O.; Chen, H.; Vrana, O.; Rodger, A.; Sadler, P. J.; Brabec, V.
Biochemistry. 2003. 42, 11544–11554.
119
Carvalho, M. S.
73. Palmer, B. D.; Lee, H. H.; Johnson, P.; Baguley, B. C.; Wickham, G.;
Wakelin, L. P. G.; McFadyen, W. D.; Denny, W. A.; J. Med. Chem. 1990,
33, 3008.
74. Wickham, G.; Wakelin, L.; Palmer, B.; Lee, H. H.; Johnson, P.; Baguley, B.;
Denny, W. In Platinum and Other Metal Coordination Compounds in Cancer
Chemotherapy; Howell, S. B., Ed.; Plenum Press; New York, 1991; p 51.
75. Lee, H. H.; Palmer, B. D.; Baguley, B. C.; Chin, M.; McFadyen, W. D.;
Wickham, G.; Denny, W. A. J. Med. Chem. 1992, 35, 2983.
76. O‘Dwyer, P. J.; Hamilton, T. C.; Yao, K. S.; Ozols, R. F.; Gallo, J. M.;
Cellular
Pharmacodynamics
of
Anticancer
Drugs,
in
―Cancer
Pharmacology‖, Eds. Schilsky, R.; Milano, G.; Ratain, M.; Dekker; New
York, 1996, p.329.
77. Fricker,
S.
P.
Journal
The
Royal
Society
of
Chemistry.
2007.
www.rsc.org/dalton. Dalton Transactions.
78. Barnard, C. F. J.; Fricker, S. P.; Vaughan, O. J. Royal Society of Chemistry,
1995. in Insights into Speciality Inorganic Chemicals, ed. D. Thompson,
Cambridge, ch. 3, pp. 35-61.
79. Sadler, P. J. and Guo, Z. Adv. Inorg. Chem., 2000. 49, 183.
80. Jiménez-Pulido, S. B., Linares-Ordóñez, F. M., Martínez-Martos, J. M.,
Moreno-Carretero, M.N., Quirós-Olozábal, M., Ramírez-Expósito, M.J.
Journal of Inorganic Biochemistry. 2008. 102,1677–1683.
81. Kovala-Demertzi,
D.,
A.
Boccarelli,
M.A.
Demertzis,
M.
Coluccia,
Chemotherapy. 2007. 53, 148.
82. Kovala-Demertzi, D., Alexandratos, A., Papageorgiou A., Yadav, P. N.,
Dalezis Panagiotis, Demertzis, M. A. Polyhedron. 2008. 27, 2731–2738.
83. Soares, A. S.; Fiuza, S.M.; Gonçalves, M.J.; Carvalho, L. A. E. B.; Marques,
M. P. M.; Urbano, A. M. Letters Drug. Desig. & Discovery 2007. 4, 460-463.
84. Kasuga, N.C., Sekino K., Ishikawa, Honda, M., A., Yokoyama, M., Nakano,
S., Shimada, N., Koumo, C., Nomiya, K. 2003. J. Inorg. Biochem. 96, 298.
85. Nomiya, K., Yoshizawa, A., Tsukagoshi, K., Kasuga, N.C., Hirakawa, S.,
Watanabe, J. J. Inorg. Biochem. 2003. 95, 08.
86. Wazeer, M.I.M., Isab, A. A. Spectrochimica Acta Part A. 2007. 68,1207–
1212.
120
Carvalho, M. S.
87. Morris, R. E.; Aird, R. E.; Murdoch, P. D.; Chen, H. M.; Cummings, J.;
Hughes, N. D.; Parsons, S.; Parkin, A.; Boyd, G.; Jodrell, D. I.; Sadler, P. J.
J. Med. Chem. 2001. 44, 3616–3621.
88. Bugarcic, Tijana, Nováková, Olga; Halámikova, Anna; Zerzánkova, Lenka;
Vrána, Oldrich, Kaspárková; Jana; Habtemariam, Abraha; Parsons, Simon;
Sadler, Peter J.; and Brabec, Viktor. . J. Med. Chem. American Chemical
Society.
2008.
Published
on
Web
08/14/2008.
On-line:
<10.1021/jm8003043>.
89. Oliveira, S. M.; Silva, J.B.P.; Hernandes, M.Z.; Lima, M. C. A., Galdino, S.
L.; Pitta, I.R. Quim. Nova, 2008. Estrutura, Reatividade e Propriedades
Biológicas de Hidantoínas. Vol. 31, No. 3, 614-622.
90. Kurz,T; Widyan. K. Tetrahedron Letters. 2004. 45, 7049–7051.
91. Sharma, V.; Khan, M. S. Y. Eur. J. Med. Chem. 2001. 36, 651.
92. Van Hook, J. O.; Craig, W. E. U.S. 2,675,387, 1955; Chem. Abstr. 1955, 49,
4729; (b) Craig, W. E.; Van Hook, J. O. U.S. 2,675,381, 1956; Chem. Abstr.
1956, 50, 411.
93. Cesarini, S., Spallarossa A., Ranise A., Schenone, S., Rosano, C., La
Colla, P., Sanna, G., Busonera, B., Loddo, R. European Journal of
Medicinal Chemistry. 2008. 1-13. doi:10.1016/j.ejmech.2008.06.010.
94. Cory, J.G., A.H. Cory, G. Rappa, A. Lorico, M.C. Liu, T.-S. Lin, A.C.
Sartorelli, Biochem. Pharmacol 1994, 48,335-44.
95. Liberta, A.E., West, D.X. Biometals, 1992. 5, 121-126.
96. Padhye S., R.C. Chikate, P.B. Sonawane, A. Kumbhar, R. Yerande, D.X.
West, A. Liberta, 1993. Coordin. Chem. Rev. 123, 49.
97. Jakupec, M.A., M. Galanski, B.K. Keppler. Rev. Physiol. Biochem.
Pharmacol. 2003. 146, 1-10.
98. Bakalova, A., R. Buyukliev, G. Momekov, D. Ivanov, D. Todorov, S.
Konstantinov, M. Karaivanova. Eur. J. Med. Chem. 2005. 40, 6, 590-596.
99. Struck, R.F., M.C. Kirk, L.S. Rice, W.J. Suling, J. Med. Chem. 1986.
29,1319-1321.
100. Rajic, Z., B. Zorc, S. Raic-Malic, K. Ester, M. Kralj, K. Pavelic, J.
Balzarini, E. De Clercq, M. Mintas, Molecules. 2006. 11, 837.
101. Ahmad, S., A.A. Isab, S. Ali, A.R. Al-Arfaj. Polyhedron. 2006. 25,1633.
121
Carvalho, M. S.
102. Akrivos, P.D. Coord. Chem. Rev. 2001. 213, 181.
103. Fleischer, H., Coord. Chem. Rev. 2005. 249, 799-827.
104. Devillanova, F.A., G. Verani, J. Coord. Chem. 1978. 7, 177.
105. Devillanova, F.A., G. Verani. Transition Met. Chem. 1977. 2, 9.
106. Isab, A.A. Transition Met. Chem. 1992. 17, 374.
107. Isab, A.A., H.P. Perzanowski. . Polyhedron. 1996. 15, 2397-2401.
108. Stocco, G., F. Gattuso, A.A. Isab, C.F. Shaw III. Inorg. Chem. Acta 1993.
209, 129-135.
109. Raper, E.S. Coord. Chem. Rev. 1985. 61,115.
110. Ahmad, S., Isab, A.A., Perzanowski, H. P. Can. J. Chem. 2002. 80, 10,
1279–1284. doi:10.1139/v02-165.
111. Wazeer, M.I.M., Isab, A. A. Spectrochimica Acta Part A. 2007. 68,1207–
1212.
112. Bakalova et al., European Journal of Medicinal Chemistry 2008. 43, 958965.
113. Sorenson, C. M.; Eastman, A.; Cancer Research. 1998, 48, 6703.
114. Foye, W, O.; Sengupta, S. K. Principles of Medicinal Chemistry; Foye, W.
O.; Lemke, T. L.; Williams, D. A., eds.; Williams & Wilkins: Baltimore, 1996,
p. 822-845.
122
Carvalho, M. S.
CONCLUSÕES
O
desenvolvimento
futuro
da
química
medicinal
requer
uma
compreensão do processo fisiológico dos complexos metálicos, para
proporcionar uma base racional para a concepção de novos fármacos
baseados em metais. Aplicação de novas metodologias como a química
combinatória, largamente utilizada no desenho de fármacos na química
medicinal orgânica, será benéfico para o desenvolvimento de compostos
inorgânicos como terapêutica.
Os recentes resultados alcançados no desenvolvimento da terapêutica
baseadas em metais demonstram que esta é uma área potencialmente
próspera para a química medicinal, e têm promovido grande interesse na
química da comunidade científica. O notável exemplo de fármaco anticâncer
são os que contém a platina como base, e tem sido uma das grandes histórias
de sucesso de terapia anticâncer. A história dos complexos de platina tem
avançado a partir de uma descoberta de serendipidade à concepção racional
de
medicamentos
para
responder
aos
desafios
da
toxicidade,
biodisponibilidade, e resistência das terapias anticâncer.
Neste contexto, nossa expectativa foi contribuir, com a síntese de novos
complexos imidazolidínicos cisplatínicos, série Cx, e avaliação da atividade
citotóxica dos compostos das séries Cx, LPSF/NN e LPSF/MS. Os compostos
testados da série LPSF/NN (LPSF/NN-3, LPSF/NN-1, LPSF/NN-4, LPSF/NN10) foram sintetizados com rendimentos satisfatórios e caracterizados por:
Infravermelho (IV). Já os compostos da série LPSF/MS foram caracterizados
por Infravermelho (IV) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN1H). Os
complexos imidazolidínicos cisplatínicos da série Cx foram caracterizados por
Infravermelho (IV).
Foram testados 10 compostos para avaliação da atividade citotóxica, sendo 4
da série LPSF/NN (I-V): 5-(2-cloro-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona
(LPSF/NN-1) (I); 5-(4-metoxi-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN3) (II); 5-(2-bromo-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN-4) (III); 5(4-metil-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona (LPSF/NN-10) (IV). E dois
compostos pertencentes à série LPSF/MS, (V-VI), são: 3-(4-metil-benzil)-5-(4123
Carvalho, M. S.
cloro-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF/MS-2) (V) e o 3-(4-metilbenzil)-5-(4-metil-benzilideno)-imidazolidina-2,4-diona
(LPSF/MS-6)
(VI)
e
quatro complexos imidazolidínicos cisplatínicos da série Cx: Complexo Cx-33
(VII): [5-(2-bromo-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona) cis-etileno-diaminodicloro de platina II]; Complexo Cx-40 (VIII): [5-(4-metoxi-benzilideno)-2-tioxoimidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II]; Complexo Cx-42
(IX):
5-(4-metil-benzilideno)-2-tioxo-imidazolidin-4-ona)
cis-etileno-diamino-
dicloro de platina II]; Complexo Cx-47 (X): [5-(2-cloro-benzilideno)-2-tioxoimidazolidin-4-ona) cis-etileno-diamino-dicloro de platina II], foram testados
frente
às
linhagens
celulares
de
câncer
humano:
HL-60
(leucemia
promielocítica), MDAMB-435 (melanoma - humano), HCT-8 (cólon - humano) e
SF-295 (glioblastoma - humano).
Os compostos da série LPSF/NN (I-IV), não apresentaram resultados
significativos, visto que apenas foram considerados ativos aqueles compostos
que apresentaram CI50 < 4 g/mL. Por outro lado analisando as CI50 dos
complexos imidazolidínicos cisplatínicos, série Cx (VII-X), também não foram
observados efeitos citotóxicos quando analisados, em função das CI 50 terem
sido maiores que 25 g/mL.
A introdução do grupamento benzílico substituído na posição 3 do
núcleo imidazolidínico na série LPSF/MS (V-VI) levou a um ganho na atividade
citotóxica desta série quando comparada á série LPSF/NN e à série Cx que
não
demonstraram
atividade
citotóxica
significativa.
Este
grupamento
provavelmente levou a uma alteração do equilíbrio hidrófilo-lipófilo e
consequentemente aumento da atividade biológica, indicando que os fatores
eletrônicos e lipofílicos são importantes para a atividade biológica.
Os
compostos
LPSF/MS-2
e
LPSF/MS-6
apresentaram
efeitos
citótoxicos significativos, onde o LPSF/MS-2 apresentou seletividade para a
linhagem MDAMB-435. Quanto à avaliação da atividade hemolítica, os
compostos testados apresentaram valores de CE50 maiores que 250 µg/mL,
sugerindo que as ações citotóxicas destes compostos não estão relacionadas
com dano à membrana plasmática.
Vale ressaltar que as hipóteses sugeridas a cerca dos parâmetros
eletrônicos e lipofílicos dos compostos estudados não foram comprovadas,
124
Carvalho, M. S.
para isso são necessários estudos mais aprofundados de QSAR (relação
estrutura-atividade quantitativa) que utiliza uma relação matemática sob a
forma de uma equação entre a atividade biológica e os parâmetros físicoquímicos mensuráveis que representam as propriedades que influenciam a
atividade do fármaco, tais como: lipofilicidade, a conformação e a distruibuição
eletrônica.
Por outro lado, também seriam necessários estudos farmacológicos
mais detalhados com os complexos imidazolidínicos de platina II alquilados na
posição 3 do núcleo imidazolidínico.
125