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Type: Tese de Doutorado
Title: Novos complexos de prata(I) com hidrazonas: atividades citotóxica e antimicrobiana e estudo de interações com alvos biológicos
Authors: Ane Francielly da Silva Santos
First Advisor: Heloisa de Oliveira Beraldo
First Co-advisor: Leticia Regina de Souza Teixeira
First Referee: Sônia Renaux Wanderley Louro
Second Referee: Júlio Santos Rebouças
Third Referee: Renata Diniz
metadata.dc.contributor.referee4: Heveline Silva
Abstract: Complexos de prata(I) com hidrazonas têm sido pouco relatados na literatura quanto às suas aplicações terapêuticas. Sendo assim, o presente trabalho consistiu na obtenção de complexos de prata(I) com hidrazonas derivadas de 2-acetilpiridina, 2-benzoilpiridina e 2,6-diacetilpiridina tendo em vista o desenvolvimento de novos candidatos a metalofármacos antifúngicos e antitumorais. Os complexos [Ag(H2AcPh)NO3] (1), [Ag(H2AcpCH3Ph)NO3] (2), [Ag(H2AcpClPh)NO3] (3) e [Ag(H2AcpNO2Ph)NO3] (4) foram obtidos com 2-acetilpiridina benzoil-hidrazona (H2AcPh) e seus derivados para-metil- (H2AcpCH3Ph), para-cloro- (H2AcpClPh) e para-nitro-benzoilhidrazona (H2AcpNO2Ph). Os complexos [Ag(H2BzPh)NO3] (5), [Ag(H2BzpCH3Ph)NO3] (6), [Ag(H2BzpClPh)NO3] (7) e [Ag(H2AcpNO2Ph)NO3] (8) foram obtidos com ligantes análogosderivados de 2-benzoilpiridina benzoil-hidrazona. Os complexos (1-4) apresentaram atividade antifúngica frente as espécies de Candida e fungos filamentosos, sendo que (2) revelou-se mais ativo do que a nistatina contra Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus e Penicillium citrinum enquanto (4) apresentou efeitos antifúngicos similares à nistatina contra Penicillium citrinum. Estudos SAR sugeriram que, em geral, as atividades antifúngicas contra as cepas de Candida se correlacionam bem com a energia do orbital HOMO, indicando que um ataque eletrofílico externo a esses compostos ou uma doação de elétrons desses compostos ao receptor pode estar envolvido em seus mecanismos de ação. Por outro lado, para as espécies de Aspergillus e Penicillium, as atividades antifúngicas dos compostos em estudo correlacionam-se bem com o logP. Portanto, sua capacidade de atravessar as membranas biológicas pode ser responsável por seu modo de ação. Os efeitos citotóxicos dos complexos (1-4) foram avaliados contra células tumorais de melanoma (B16F10) e células sadias de melanócitos (Melan-A). Em alguns casos, após a coordenação com a prata (I), a atividade citotóxica e os índices de seletividade aumentaram significativamente. Os complexos (1-3) revelaram ser mais ativos que a cisplatina contra células B16F10. Além disso, o complexo (2) apresentou maior seletividade para células tumorais de melanoma (B16F10) em relação a células sadias de melanócitos (Melan-A). As estruturas cristalinas dos complexos (5-7) revelaram que as distâncias de ligações AgO1(hidrazona) e Ag-O3(NO3-) são longas, indicando uma fraca interação desses oxigênios com o centro metálico. Cálculos teóricos mostraram resultados de acordo com os dados cristalográficos. Adicionalmente, os cálculos teóricos demonstraram que as distâncias de ligação Ag-hidrazona aumentam com a aproximação do grupo nitrato ao centro metálico, sugerindo um enfraquecimento da ligação Ag-hidrazona, e que as ligações em torno da prata provavelmente têm alto caráter eletrostático. A coordenação das hidrazonas a prata(I) resultou em uma excelente estratégia para o aumento da atividade antifúngica. O melhor resultado foi obtido para o complexo (7) que apresentou ação similar a nistatina contra Candida glabrata e foi cerca de duas vezes mais ativo que a nistatina contra Penicillium citrinum. Os complexos (5-7) foram mais citotóxicos que a cisplatina contra células B16F10 e foram mais citotóxicos para as células B16F10 do que para as células não tumorais Melan-A. O índice de seletividade do complexo (5) (IS = 23) foi bem superior ao do ligante H2BzPh (IS = 9,5), indicando que a complexação foi capaz de melhorar a seletividade. Uma outra série de complexos de prata(I), [Ag(H2-2,6AcPh)]NO3 (9), [Ag(H2- 2,6AcpCH3Ph)]NO3 (10), [Ag(H2-2,6AcpClPh)]NO3·2H2O (11) e [Ag(H2-2,6AcpNO2Ph)]NO3 (12)também foi obtida com 2,6-diacetilpiridina bis(benzoil-hidrazona) (H2-2,6AcPh) e seus os derivados bis(para-metil-benzoil-hidrazona) (H2-2,6AcpCH3Ph), bis(para-cloro-benzoil-hidrazona) (H2-2,6AcpClPh) e bis(para-nitro-benzoil-hidrazona) (H2-2,6AcpNO2Ph). Esses compostos foram planejados para apresentarem características estruturais que favorecem sua ação como prováveis metalointercaladores no DNA. Em alguns casos, a atividade antifúngica aumentou após a coordenação com a prata(I). O complexo (10) provou ser tão ativo quanto o nitrato de miconazol contra Candida albicans enquanto que (9) foi mais ativo do que a nistatina contra Penicillium citrinium. Além disso, ambos os complexos provaram ser tão eficazes quanto a nistatina contra Aspergillus parasiticus. O complexo (10) também apresentou uma seletividade apreciável frente às espécies de Candida albicans em comparação aos demais fungos. Os complexos (1-7) e (9-12) interagem com albumina sérica humana (HSA) por um mecanismo de supressão estático. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que as interações ocorrem predominantemente via ligações de hidrogênio e/ou forças de van der Waals. Sendo assim, esses compostos poderiam ser transportados na corrente sanguínea até o alvo biológico de interesse. Os compostos interagiram com o DNA provavelmente por um mecanismo de intercalação e não por meio de ligações covalentes. As constantes de ligação dos complexos (9-12) são mais altas em relação aos demais complexos, sendo semelhantes ao agente antitumoral intercalador actinomicina D. A estratégia de coordenação da prata(I) a ligantes bioativos como as hidrazonas se mostroupromissora para o desenvolvimento de novos candidatos a metalofármacos antifúngicos e antitumorais. Desse modo, o presente trabalho representa uma importante contribuição à QuímicaMedicinal Inorgânica.
Abstract: The therapeutic potential of silver(I) complexes with hydrazones has not been fully investigated. Hence, in the present work, silver(I) complexes were obtained with 2-acetylpyridine-2-benzoylpyridine and 2,6-diacetylpyridine-derived hydrazones aiming to develop new antifungal and antitumor silver-based drug candidates.Complexes [Ag(H2AcPh)NO3] (1), [Ag(H2AcpCH3Ph)NO3] (2), [Ag(H2AcpClPh)NO3] (3) and [Ag(H2AcpNO2Ph)NO3] (4) were obtained with 2-acetylpyridine benzoylhydrazone (H2AcPh) and its para-methyl- (H2AcpCH3Ph), para-chloro- (H2AcpClPh) e para-nitro (H2AcpNO2Ph)benzoylhydrazone derivatives. Complexes [Ag(H2BzPh)NO3] (5), [Ag(H2BzpCH3Ph)NO3] (6), [Ag(H2BzpClPh)NO3] (7) and [Ag(H2AcpNO2Ph)NO3] (8) were obtained as well with the 2-benzoylpyridine benzoylhydrazone analogues. Complexes (1-4) showed antifungal activity against Candida and filamentous fungal strains.Complex (2) revealed to be more active than nystatin against Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus and Penicillium citrinum while (4) was as active as nystatin against P. citrinum. SAR studies suggested that in general the antifungal effects against Candida strains exhibited goodcorrelation with the HOMO energy, indicating that an external electrophilic attack to these compounds or a donation of electronic density from these compounds to the receptor might be involved in their mode of action. On the other hand, for Aspergillus and Penicillium strains theactivities correlate well with logP, suggesting that the ability of the compounds to cross the cell membrane might be responsible for their antimicrobial activity. The cytotoxic effects of the complexes (1-4) were evaluated against B16F10 melanoma cells and against Melan-A non-malignant melanocyte cells. In some cases upon coordination to silver(I) the cytotoxic activity and the selectivity indexes significantly increased. Complexes (1-3) revealed to be more cytotoxic than cisplatin on B16F10 cells. In addition, (2) showed higher selectivity againstB16F10 melanoma than against Melan-A non-malignant melanocyte cells. The crystal structures of complexes (5-7) show long Ag-O1(hydrazone) and Ag-O3(NO3-) bond distances, suggesting a weak interaction of these oxygen atoms with the silver(I) center. Theoreticalcalculations were in agreement with the crystallographic data. In addition, theoretical calculations revealed that the Ag-hydrazone bond distances increase with the decrease of the nitrate-silver(I) distances, indicating aa weakening of the Ag-hydrazone bonds. The theoretical study alsodemonstrated the predominantly electrostatic nature of the chemical bonds around the silver(I) center. Coordination to silver(I) in complexes (5-7) proved to be a good strategy for antifungal activity improvement, the best results being obtained for complex (7), which was as active as nystatin against Candida glabrata and 2-fold more active than nystatin against Penicillium citrinum. Complexes (5-7) revealed to be more cytotoxic than cisplatin on B16F10 melanoma cells andto be more cytotoxic against melanoma than against Melan-A non-malignant melanocyte cells. Complex (5) showed higher selectivity index (SI = 23) than the parent hydrazone H2BzPh (SI = 9.5),suggesting that complexation to silver(I) was a good strategy for increasing selectivity. A second family of silver(I) complexes, [Ag(H2-2,6AcPh)]NO3 (9), [Ag(H2-2,6AcpCH3Ph)]NO3 (10), [Ag(H2-2,6AcpClPh)]NO3·2H2O (11) and [Ag(H2-2,6AcpNO2Ph)]NO3(12) were obtained with 2,6-diacetylpyridine bis(benzoylhydrazone) (H2-2,6AcPh) and its bis(paramethyl-benzoylhydrazone) (H2-2,6AcpCH3Ph), bis(para-chloro-benzoylhydrazone) (H2-2,6AcpClPh) and bis(para-nitro-benzoylhydrazone) (H2-2,6AcpNO2Ph) derivatives. These compounds were designed to show structural characteristics suitable for their interaction with DNAby an intercalative mode. In some cases the antifungal activity increased upon coordination to silver(I) in complexes (9-12). Complex (10) was as active as miconazole nitrate against Candida albicans while (9) was more active than nystatin against Penicillium citrinium. In addition, both complexes were as potent as nystatin against Aspergillus parasiticus. Complex (10) showed selectivity for Candida albicans. Complexes (1-7) and (9-12) interact with human serum albumin (HSA) by a static suppresion mechanism. The thermodynamic parameters indicated that the interactions occur mainly via hydrogen bonding and/or van der Waals forces. Hence these complexes might be transported by HSA in theblood stream. The complexes also interact with DNA by an intercalative mode but covalent binding of silver(I) to DNA most probably does not occur. The binding constants for complexes (9-12) are higher than those of the remaining complexes, in according to their planar structures.Coordination of the hydrazones under study to silver(I) proved to be an interesting strategy for the development of new antimicrobial and anticancer metallodrug candidates. The present workconstitutes an important contribution to Medicinal Inorganic Chemistry.
Subject: Prata
Complexos metálicos
Atividade antifúngica
Schiff, Bases de
Química bioinorgânica
Agentes antineoplásicos
Quimica inorganica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-AX5S8Y
Issue Date: 20-Feb-2018
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