RESUMO
Abstract This paper reports the synthesis and detailed characterization of six novel lanthanide complexes of La(III), Eu(III) and Nd(III) with N(4)-substituted thiosemicarbazones derived from the 2-carboxybenzaldehyde. The IR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic studies confirmed the coordination of the thiocarbonyl (C=S), azomethine (C=N) and carboxylate (COO-) groups to the metal centers, and the carboxylate was coordinated in a bidentate manner. The elemental and thermal analyses suggest that lanthanide complexes were formed in 1:2 molar ratios (metal:ligand). The molar conductivity values confirmed the non-electrolytic nature of the complexes. The interaction of these complexes with calf thymus DNA (CT-DNA) was investigated by UV absorption and viscosity measurements. It was found that the Eu(HI) and Nd(nI) complexes could roll along the DNA strands through groove interactions. Furthermore, lanthanide complexes could promote the oxidative cleavage of plasmid pBR322 in a high-oxidative stress environment. Finally, the Schiff base ligands (L) and their complexes were evaluated for their antibacterial activities against gram-positive and gram-negative bacteria using a microdilution procedure. The results indicate that the lanthanide complexes exhibit more potent antibacterial activity than the free ligands.
Resumen Este articulo reporta la síntesis y caracterización detallada de seis nuevos complejos lantánidos de La(III), Eu(III) y Nd(III) con tiosemicarbazonas N(4)-sustituidas derivadas del 2-carboxibenzaldehído. Los estudios espectroscópicos de IR, 1H-NMR y 13C-NMR confirmaron la coordinación de los grupos tiocarbonilo (C=S), azometina (C=N) y carboxilato (COO-) a los centros metálicos, y el carboxilato se coordinó de forma bidentada. Los análisis elemental y térmico sugieren que los complejos lantánidos se formaron en proporciones molares 1:2 (metal:ligando). Los valores de conductividad molar confirmaron la naturaleza no eléctrica de los complejos. Por medio de medidas de absorción UV y de viscosidad se investigó la interacción entre estos complejos con DNA de timo de ternera (CT-DNA). Se encontró que los complejos Eu(III) y Nd(III) podrían correr a lo largo de cadenas de DNA a través de interacciones en el surco. Además, los complejos lantánidos podrían promover el clivaje oxidativo del plásmido pBR322 en un ambiente de alto estrés oxidativo. Finalmente, se evaluaron las actividades antibacteriales de las bases de Schiff como ligandos (L) y sus complejos contra bacterias gram-positivas y gram-negativas usando un procedimiento de microdilución. Los resultados indican que los complejos lantánidos exhiben una actividad antibacterial más potente que los ligandos libres.
Resumo Este artigo reporta a síntese e caracterização detalhada de seis novos complexos lantanídeos de La(III), Eu(III) e Nd(III) com tiosemicarbazonas N(4)-substituídas derivadas do 2-carboxibenzaldeído. Os estudos espectroscópicos de IR, 1H-RMN e 13C-RMN confirmaram a coordenação dos grupos tiocarbonilos (C = S), azometina (C=N) e carboxilato (COO-) com os centros metálicos, e o carboxilato se coordenou de forma bidentada. As análises elementares e térmicas sugerem que os complexos lantanídeos se formaram em proporções molares 1:2 (metal:ligante). Os valores de condutividades molar confirmaram a natureza não-elétrica dos complexos. Se avaliou a interação entre estes complexos com DNA de vitela (CT-DNA) por meio de medidas de absorção UV e de viscosidade. Se observou que os complexos Eu(III) e Nd(III) poderiam deslocar-se ao longo da cadeia de DNA através de interações no sulco. Adicionalmente, os complexos lantanídeos poderiam promover a clivagem oxidativa do plasmídeo pBR322 em um ambiente de alto estresse oxidativo. Finalmente, se avaliaram as atividades antibacterianas das bases de Schiff como ligantes (L) e seus complexos contra bactérias gram-positivas e gram- negativas, usando o método de microdiluição. Os resultados indicam que os complexos lantanídeos exibem uma atividade antibacteriana mais potente que os ligantes livres.
Assuntos
Tiossemicarbazonas , DNA , Elementos da Série dos Lantanídeos/química , AntibacterianosRESUMO
Resumen Introducción. Las tiosemicarbazonas y sus complejos de paladio (II) poseen actividad antineoplásica con pocos efectos secundarios, por lo cual se las considera como una nueva alternativa terapéutica. Sin embargo, existen diferencias en los rangos de la concentración inhibitoria media (CI50) asociada a la divergencia estructural y la solubilidad de los complejos, así como a la sensibilidad de los blancos celulares. La inclusión de fármacos en la beta-ciclodextrina con fines terapéuticos ha mejorado su solubilidad y estabilidad, pero los efectos de su combinación con los complejos de paladio (II) y las tiosemicarbazonas no se han comprobado aún. Objetivo. Estudiar el efecto citotóxico de los complejos de paladio en la beta-ciclodextrina. Materiales y métodos. La actividad citotóxica de los complejos de paladio en la beta-ciclodextrina se evaluó en la línea celular de cáncer de mama (MCF-7), empleando el método de la sulforodamina B. Resultados. Los ligandos MePhPzTSC y Ph2PzTSC, sus complejos de paladio (II) libres e incluidos en la beta-ciclodextrina y el cisplatino mostraron actividad citotóxica en la línea celular MCF-7; sin embargo, la citotoxicidad fue mayor con la inclusión en la beta-ciclodextrina ([Pd(MePhPzTSC)2]•ß-CD y [Pd(Ph2PzTSC)2]•ß-CD). La concentración inhibitoria media (CI50) para estos complejos se obtuvo en concentraciones de 0,14 y 0,49 μM, y con dosis hasta cinco veces inferiores comparadas con las concentraciones de los ligandos libres (1,4 y 2,9 μM), de los complejos de paladio (II) libres (0,57 y 1,24 μM) y del cisplatino (6,87 μM). Conclusiones. El uso de la beta-ciclodextrina mejoró significativamente la actividad citotóxica de las tiosemicarbazonas y sus complejos de paladio (II), lo cual probablemente está asociado al incremento de la solubilidad y biodisponibilidad del compuesto, estrategia que se puede sugerir para el diseño de futuros fármacos antineoplásicos.
Abstract Introduction: Thiosemicarbazones and palladium (II) complexes have antineoplastic activities with mild side effects, for which they are considered new alternative antineoplastic drugs. However, the IC50 ranges of these complexes vary due to differences in their structure and solubility and their sensitivities for various cellular targets. Beta-cyclodextrin is an additive used to improve the solubility and stability of various drugs for therapeutic use, but the combination of beta-cyclodextrin with palladium (II) complexes and thiosemicarbazones has not been tested yet. Objective: To study the cytotoxic effect of palladium (II) inclusion complexes in beta-cyclodextrin. Materials and methods: We tested the cytotoxic activity of palladium complexes combined with betacyclodextrin in the breast cancer cell line MCF-7 using a sulforhodamine B assay. Results: We tested the antiproliferative activity of palladium (II) complexes with and without the ligands MePhPzTSC and Ph2PzTSC and with and without beta-cyclodextrin in MCF-7 cells and compared them to that of cisplatin. All combinations showed antiproliferative activity; however, the activity was greater for the combinations that included beta-cyclodextrin: ([Pd (MePhPzTSC) 2] • ß-CD and [Pd (Ph2PzTSC) 2] • ß-CD), at concentrations of 0.14 and 0.49 μM, respectively. The IC50 for this complex was 5-fold lower than that of the ligand-free combinations (1.4 and 2.9 μM, respectively). The IC50 for free palladium (II) complex was 0.571.24 μM and that for cisplatin was 6.87 μM. Conclusions: Beta-cyclodextrin significantly enhanced the cytotoxic activities of palladium (II) complexes and thiosemicarbazones probably by improving their solubility and bioavailability. The addition of betacyclodextrin is a possible strategy for designing new anticancer drugs.