Effect of tetrahydroquinoline derivatives on the intracellular Ca2+ homeostasis in breast cancer cells (MCF-7) and its relationship with apoptosis / Efecto de derivados de tetrahidroquinolinas sobre la homeostasis del Ca2+ intracelular en células de cáncer de mama (MCF-7) y su relación con la apoptosis

Abstract Tetrahydroquinoline derivatives are interesting structures exhibiting a wide range of biological activities, including antitumor effects. In this investigation, the effect of the synthesized tetrahydroquinolines JS-56 and JS-92 on apoptosis, intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i), and the sarco(endo)plasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA) activity was determined on MCF-7 breast cancer cells. Colorimetric assays were used to assess MCF-7 cells viability and SERCA activity. Fura-2 and rhodamine 123 were used to measure the intracellular Ca2+ concentration and the mitochondrial electrochemical potential, respec tively. TUNEL assay was used to analyze DNA fragmentation, while caspase activity and NF-κB-dependent gene expression were assessed by luminescence. In silico models were used for molecular docking analysis. These compounds increase intracellular Ca2+ concentration; the main contribution is the Ca2+ entry from the extracellular milieu. Both JS-56 and JS-92 inhibit the activity of SERCA and dissipate the mitochondrial electrochemical potential through processes dependent and independent of the Ca2+ uptake by this organelle. Furthermore, JS-56 and JS-92 generate cytotoxicity in MCF-7 cells. The effect of JS-92 is higher than JS-56. Both compounds activate caspases 7 and 9, cause DNA fragmentation, and potentiate the effect of phorbol 12-myristate-13-acetate on NF-κB-dependent gene expression. Molecular docking analysis suggests that both compounds have a high interaction for SERCA, similar to thapsigargin. Both tetrahydroquinoline derivatives induced cell death through a combination of apoptotic events, increase [Ca2+]i, and inhibit SERCA activity by direct interaction.

Resumen Los derivados de tetrahidroquinolina son estructuras interesantes que exhiben una amplia gama de actividades biológicas, incluyendo efectos antitumorales. Se determinó el efecto de las tetrahidroquinolinas sintetizadas JS-56 y JS-92 sobre la apoptosis, concentración intracelular de Ca2+ ([Ca2+]i) y la actividad Ca2+-ATPasa del retículo sarco(endo)plásmico (SERCA) en células de cáncer de mama MCF-7. Se usaron ensayos colorimétricos para evaluar la viabilidad de las células MCF-7 y la actividad SERCA. Se emplearon Fura-2 y rodamina 123 para medir la concentración de Ca2+ intracelular y el potencial electroquímico mitocondrial, respectivamente. El ensayo TUNEL se utilizó para analizar la fragmentación del ADN, mientras que la actividad de caspasas y la expresión génica dependiente de NF-κB se evaluaron mediante luminiscencia. Modelos in silico permitieron el análisis del acoplamiento molecular. Estos compuestos aumentan la concentración de Ca2+ intracelular; la principal contribución es la entrada de Ca2+ desde el medio extracelular. Tanto JS-56 como JS-92 inhiben la actividad de SERCA y disipan el potencial electroquímico mitocondrial a través de procesos dependientes e independientes de la captación de Ca2+ por este orgánulo. Además, JS-56 y JS-92 generan citotoxicidad en células MCF-7. El efecto de JS-92 es mayor que JS-56. Ambos compuestos activan las caspasas 7 y 9, provocan la fragmentación del ADN y potencian el efecto del 12-miristato-13-acetato de forbol en la expresión génica dependiente de NF-κB. El análisis de acoplamiento molecular sugiere que ambos compuestos tienen una alta interacción con SERCA, similar a la tapsigargina. Ambos derivados de tetrahidroquinolina indujeron la muerte celular a través de una combinación de eventos apoptóticos, aumento de [Ca2+]i e inhibición de la actividad SERCA por interacción directa.

Synthesis and in vitro Evaluation of Antifungal Properties of Some 4-Aryl-3-Methyl-1,2,3,4-Tetrahydroquinolines Derivatives / Síntesis y evaluación in vitro de las propiedades antifungicas de algunos derivados de 4-aril-3-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolinas / Síntese e avaliação in vitro das propriedades antifungicas de alguns derivados de 4-Aryl-3-Methyl-1,2,3,4-Tetrahydroquinolines

Two series of 4-aryl-3-methyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline derivatives were efficiently synthesized according to a two-step synthesis and evaluated as potential antifungal agents. The key step was the formation of the corresponding N-benzyltetrahydroquinolines 5 via a three-component cationic imino Diels-Alder cycloaddition. The second step was a catalytic debenzylation to obtain the N-unprotected tetrahydroquinolines 6. The products were isolated and purified by column chromatography. Substances were characterized using nuclear magnetic resonance (NMR) mass spectrometry (MS) and infrared spectroscopy (IR). All compounds were tested in vitro against standardized, clinically important fungi, including yeasts, hialohyphomycetes, and dermatophytes. These studies showed that between the tetrahydroquinoline series tested, compounds 6f and 6g showed antifungal activity, specifically against dermatophytes. The compound 6-methoxy-4-(4-hydroxi-3-methoxyphenyl)-3-methyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline 6g exhibited the best in vitro activity (MIC 32-65 μg/mL). The results indicated that the elimination of benzyl group from the N-benzyltetrahydroquinolines derivatives, as well as the introduction of a hydroxyl group in the 4-aryl substituent caused a significant improvement in the antifungal activity. These results were supplemented by the in silico prediction; most of the tetrahydroquinolines evaluated showed high bioavailability, high drugs score and low potential risk.

Dos series de 4-aril-3-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolinas fueron sintetizadas de acuerdo con una metodología sintética de dos pasos y evaluadas como potenciales agentes antifúngicos. El paso clave involucró la formación de las correspondientes N-bencil tetrahidroquinolinas 5 vía una cicloadición imino Diels-Alder catiónica. El segundo paso consistió en obtener las tetrahidroquinolinas N-desprotegidas 6 vía una desbencilación catalítica. Los productos fueron aislados y purificados usando cromatografía en columna (CC). Las sustancias fueron identificadas usando resonancia magnética nuclear (RMN), espectrometría de masas (EM) y espectroscopia infrarroja (IR). Los compuestos fueron evaluados in vitro frente a cepas estandarizadas de hongos clínicamente relevantes, incluyendo levaduras, hialohifomicetes y dermatofitos. Estos estudios mostraron que, de las tetrahidroquinolinas ensayadas, los compuestos 6f y 6g mostraron actividad antifúngica, específicamente frente a dermatofitos. El compuesto 6-metoxi-4-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-3-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolina 6g exhibió la mejor actividad (MIC 32-65 μg/mL). Los resultados indican que remover el grupo bencilo e introducir un grupo hidroxilo en el sustituyente arilo de las N-bencil tetrahidroquinolinas produce un mejoramiento de la actividad antifúngica. Predicciones in silico complementaron los resultados: la mayoría de las tetrahidroquinolinas ensayadas mostraron alta biodisponibilidad, altos "drug scores" y bajo riesgo potencial.

Duas séries de 4-aril-3-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolina foram sintetizadas de acordo com um método de síntese em duas etapas e avaliadas como potenciais agentes antifúngicos. O passo chave envolveu a formação dos correspondentes N-bencil tetrahidroquinolinas 5 via uma cicloadição de imino Diels-Alder catiónica. O segundo passo foi obter as N-tetrahidroquinolinas 6 através de uma desbenzilação catalítica. Os produtos foram purificados utilizando cromatografia em coluna. As substancias foram identificadas por ressonancia magnética nuclear (RMN), espectrometria de massa (EM) e espectroscopia de infravermelho (IR). Todos o compostos foram testados in vitro contra as estirpes padrao e os fungos clinicamente importantes, incluindo as leveduras, hialohifomicetes e dermatófitos. Estes estudos mostraram que entre a série de tetrahidroquinolinas (THQ) os compostos 6f e 6g mostraram atividade antifúngica, particularmente contra dermatófitos. O composto 6-metoxi-4-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-3-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinila 6g mostrou melhor atividade (MIC 32-65 μg/mL). Os resultados indicam que a remoção do grupo benzilo e a introdujo de um grupo hidroxilo no substituinte arilo do N-benzil-tetrahidroquinolina, resultou num aumento significativo da atividade antifúngica. Os resultados foram suplementados por previsöes in silico, que mostraram alta biodisponibilidade e pouco risco potencial da maioria dos tetrahidroquinolinas avaliados.

Synthesis and Crystal Structure of Two Nitro-Regioisomers of cis-4(4-Methoxyphenyl)-3-Methyl-2-Phenyl-1, 2, 3, 4-Tetrahydroquinoline / Síntesis y estudio de la estructura cristalina de dos nitro regioisómerosde la cis-4-(4-metoxifenil)-3-metil-2-fenil-1, 2, 3, 4-tetrahydroquinolina

Dos nitro-regioisómeros de la moléculacis-4-(4-metoxifenil)-3-metil-2-fenil-1,2,3,4-tetrahydroquinolina fueronpreparados vía una síntesis one-pot de tres componentes basada en lareacción de cicloadición imino Diels-Alder catalizada por BF3.OEt2. Sucompleta caracterización estructural se llevó a cabo usando la técnicade difracción de rayos-X de monocristal y métodos espectroscópicos.La pureza de los productos y la composición de las mezclas de reacciónfueron monitoreadas por cromatografía en capa fina (CCD). Losproductos fueron aislados y purificados usando cromatografía encolumna. Las sustancias fueron identificadas usando resonancia magnéticanuclear (RMN) y espectrometría de masas (EM). Los datos para lacaracterización por difracción de rayos-X fueron colectados usando undifractómetro Bruker AFC7S Mercury con radiación de Mo-Kα (λ =0.71073Å) a temperatura ambiente. Las estructuras de los regio-isómerosfueron confirmadas por 1H RMN y 13C RMN y la estructura cristalinafue estudiada usando la difracción de rayos-X de monocristal. El análisisespectroscópico (RMN, EM y difracción de rayos-X) mostró una completacaracterización y permitió establecer la correcta estereoquímica para elanillo tetrahidroquinolínico. El empaquetamiento molecular en el cristalpara el regioisómero 5-nitro 4 es producto de la combinación de enlaces dehidrógeno intermoleculares e interacciones de van der Waals, mientras queen el 7-nitro regioisómero 3 el empaquetamiento se debe principalmente ainteracciones intermoleculares débiles de tipo van der Waals y N—H••• π...

Here we synthesized two nitro regioisomersof cis-4-(4-methoxyphenyl)-3-methyl-2-phenyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline via the “one pot” three-componentimino Diels-Alder reaction catalyzed by BF3.OEt2and completed its structural characterization using thesingle crystal X-ray diffraction technique and otherspectroscopic methods. To monitor the purity of theproducts and the composition of the reaction mixtureswe used thin layer chromatography, and isolated andpurified the products by column chromatography. Thenusing nuclear magnetic resonance (NMR) and massspectrometry (MS) identified the substances. We collectedX-ray diffraction data for crystal characterization byusing a Bruker AFC7S Mercury diffractometer with Mo-Kα radiation (λ = 0.71073Å) at room temperature. Thestructures of these regioisomers were confirmed by 1HNMR and 13C NMR studies and studied their crystalstructure using single crystal X-ray diffraction technique.The spectroscopy analyses (NMR, GC-MS and X-raydiffraction) provided a complete characterizationand enabled the correct stereochemistry for thetetrahydroquinoline ring. We determined the molecularpacking for the 5-nitro regioisomer 4 is the product ofthe combination of intermolecular hydrogen bonds andvan der Waals interactions, while for 7-nitro regioisomer3 is mainly due to weak intermolecular van der Waalsinteractions and N—H··· π...

Dois nitro regioisómeros da molécula cis-4-(4-metoxifenil)-3-metil-2-fenil-1,2,3,4-tetrahydroquinolina foram preparados através de umasíntese de um só recipiente de três componentes com base na reacçãode imino Diels-Alder cicloadição catalisada BF3.OEt2 e sua completacaracterização estrutural foi realizada usando a técnica de difracçãocristalografia de raios X, e outros métodos espectroscópicos. A purezado produto e a composição das misturas reaccionais foram monitorizadaspor cromatografia em camada fina (CCD). Os produtos foram isoladose purificados utilizando cromatografia em coluna. As substâncias foramidentificadaos por ressonância magnética nuclear (RMN) e espectrometriade massa (EM). Os dados para caracterização por difração de raios Xforam coletados usando um Bruker AFC7S Mercury difratômetro comMo-Ka radiação (λ = 0,71073Å) à temperatura ambiente. As estruturasdosa regioisómeros foram confirmadaos por 1H RMN e 13C RMN aestrutura de cristal foi investigada usando difracção de raios X de cristalúnico. As análises espectroscópicas (RMN, EM e difracção de raios-X)demonstraram uma completa caracterização e permitiramu estabelecer aestereoquímica correcta de anel tetrahidroquinolínico. O empacotamentomolecular no cristal para 5-nitro regioisómero 4 é derivado de umacombinação de ligações de hidrogénio intermoleculares e interacções devan der Waals, e ao 7-nitro regioisómero 3 embalagens é principalmentedevido a interacções intermoleculares fracas do tipo van der Waals e N-H• • • π...