Il cancro è una patologia che può insorgere in seguito alla comparsa di mutazioni di geni deputati al controllo della crescita e della proliferazione cellulare. In generale, è una patologia caratterizzata da un tempo di latenza relativamente lungo tra la prima esposizione all’agente mutageno/cancerogeno e lo sviluppo della malattia. Tra gli approcci terapeutici l’opzione principale, quando possibile, è la chirurgia, spesso associata a radioterapia, chemioterapia o terapia ormonale. I farmaci chemioterapici clinicamente in uso hanno bersagli e meccanismi d’azione diversi e le principali classi sono rappresentate da agenti alchilanti, metallanti, antimetaboliti, antimitotici, antibiotici citotossici e inibitori delle topoisomerasi. In particolare, gli agenti metallanti sono caratterizzati dalla presenza di un atomo di metallo povero di elettroni che reagisce con gruppi nucleofili del DNA ricchi di elettroni. Tra i metalli presi in considerazione per la sintesi di farmaci troviamo soprattutto Pt e Au. In questo lavoro di tesi ci si è focalizzati sullo studio di nuovi complessi ditiocarbammici a base di Au(lll) in quanto studi precedenti su questa tipologia di molecole hanno dimostrato una attività citotossica in vitro paragonabile o superiore a quella del farmaco di riferimento e la presenza di una certa stabilità dovuta al legante ditiocarbammico. Sulla base di queste considerazioni, in questo progetto di tesi è stata pertanto valutata l’attività antiproliferativa e studiato il possibile meccanismo d’azione di quattro complessi naftalimmido-ditiocarbammici a base di Au(lll), allo scopo di individuare nuove strutture da tenere in considerazione per lo sviluppo di potenziali agenti antitumorali. In dettaglio, lo studio si è focalizzato in una prima fase dove si è valutata l’attività antiproliferativa di tutti i complessi in esame su quattro linee cellulari tumorali umane: HEP-G2 (carcinoma epatocellulare), LN229 (glioblastoma), A2780 (carcinoma ovarico), A2780cis (carcinoma ovarico resistente al cisplatino) e su cellule mesoteliali non tumorigeniche (MET-5). Tutti i complessi hanno dimostrato un’attività antiproliferativa interessante, con valori di GI50 dell’ordine del micromolare, particolarmente citotossico è apparso il complesso Au(lll) Br2 [dtc-(2-metilamminoetil) naftalimmide] (Au2) soprattutto nella linea cellulare A2780. Lo studio del meccanismo d’azione si è focalizzato pertanto su tale complesso evidenziandone la capacità di produrre stress ossidativo intracellulare, valutato come produzione dose-dipendente di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Sulla base di questi risultati e allo scopo di correlare il danno ossidativo con la citotossicità, è stato valutato il valore di GI50 in presenza di un antiossidante fisiologico, l’N-acetilcisteina. I risultati ottenuti hanno permesso di concludere che la vitalità cellulare dipende in maniera significativa dalla produzione di ROS confermando l’ipotesi che Au2 possa indurre un effetto antiproliferativo come conseguenza di uno sbilanciamento dell’equilibrio redox cellulare. Determinazioni fluorimetriche, hanno inoltre consentito di determinare la capacità di tale complesso di interagire con il DNA. In particolare, si è misurata mediante fluorimetria la capacità del complesso di spiazzare l’Etidio bromuro, noto intercalante o il DAPI, un complessante del solco. I risultati ottenuti hanno dimostrato una preferenza per il solco piuttosto che per le coppie di basi, suggerendo la possibilità che anche una complessazione con la macromolecola possa contribuire all’effetto cellulare osservato. Infine, si sono condotti studi di citofluorimetria su cellule integre per verificare l’eventuale capacità del complesso di indurre danno a livello mitocondriale. I risultati ottenuti tuttavia non hanno evidenziato alcun effetto correlabile con l’attività antiproliferativa.

Complessi di Au(lll) naftalimmido-ditiocarbammici: attività antiproliferativa e bersagli intracellulari.

MARTINELLI, CAMILLA
2022/2023

Abstract

Il cancro è una patologia che può insorgere in seguito alla comparsa di mutazioni di geni deputati al controllo della crescita e della proliferazione cellulare. In generale, è una patologia caratterizzata da un tempo di latenza relativamente lungo tra la prima esposizione all’agente mutageno/cancerogeno e lo sviluppo della malattia. Tra gli approcci terapeutici l’opzione principale, quando possibile, è la chirurgia, spesso associata a radioterapia, chemioterapia o terapia ormonale. I farmaci chemioterapici clinicamente in uso hanno bersagli e meccanismi d’azione diversi e le principali classi sono rappresentate da agenti alchilanti, metallanti, antimetaboliti, antimitotici, antibiotici citotossici e inibitori delle topoisomerasi. In particolare, gli agenti metallanti sono caratterizzati dalla presenza di un atomo di metallo povero di elettroni che reagisce con gruppi nucleofili del DNA ricchi di elettroni. Tra i metalli presi in considerazione per la sintesi di farmaci troviamo soprattutto Pt e Au. In questo lavoro di tesi ci si è focalizzati sullo studio di nuovi complessi ditiocarbammici a base di Au(lll) in quanto studi precedenti su questa tipologia di molecole hanno dimostrato una attività citotossica in vitro paragonabile o superiore a quella del farmaco di riferimento e la presenza di una certa stabilità dovuta al legante ditiocarbammico. Sulla base di queste considerazioni, in questo progetto di tesi è stata pertanto valutata l’attività antiproliferativa e studiato il possibile meccanismo d’azione di quattro complessi naftalimmido-ditiocarbammici a base di Au(lll), allo scopo di individuare nuove strutture da tenere in considerazione per lo sviluppo di potenziali agenti antitumorali. In dettaglio, lo studio si è focalizzato in una prima fase dove si è valutata l’attività antiproliferativa di tutti i complessi in esame su quattro linee cellulari tumorali umane: HEP-G2 (carcinoma epatocellulare), LN229 (glioblastoma), A2780 (carcinoma ovarico), A2780cis (carcinoma ovarico resistente al cisplatino) e su cellule mesoteliali non tumorigeniche (MET-5). Tutti i complessi hanno dimostrato un’attività antiproliferativa interessante, con valori di GI50 dell’ordine del micromolare, particolarmente citotossico è apparso il complesso Au(lll) Br2 [dtc-(2-metilamminoetil) naftalimmide] (Au2) soprattutto nella linea cellulare A2780. Lo studio del meccanismo d’azione si è focalizzato pertanto su tale complesso evidenziandone la capacità di produrre stress ossidativo intracellulare, valutato come produzione dose-dipendente di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Sulla base di questi risultati e allo scopo di correlare il danno ossidativo con la citotossicità, è stato valutato il valore di GI50 in presenza di un antiossidante fisiologico, l’N-acetilcisteina. I risultati ottenuti hanno permesso di concludere che la vitalità cellulare dipende in maniera significativa dalla produzione di ROS confermando l’ipotesi che Au2 possa indurre un effetto antiproliferativo come conseguenza di uno sbilanciamento dell’equilibrio redox cellulare. Determinazioni fluorimetriche, hanno inoltre consentito di determinare la capacità di tale complesso di interagire con il DNA. In particolare, si è misurata mediante fluorimetria la capacità del complesso di spiazzare l’Etidio bromuro, noto intercalante o il DAPI, un complessante del solco. I risultati ottenuti hanno dimostrato una preferenza per il solco piuttosto che per le coppie di basi, suggerendo la possibilità che anche una complessazione con la macromolecola possa contribuire all’effetto cellulare osservato. Infine, si sono condotti studi di citofluorimetria su cellule integre per verificare l’eventuale capacità del complesso di indurre danno a livello mitocondriale. I risultati ottenuti tuttavia non hanno evidenziato alcun effetto correlabile con l’attività antiproliferativa.
2022
Au(lll) naphthalimide-dithiocarbamate complexes: antiproliferative activity and intracellular targets.
Complessi metallici
Citotossicità
Meccanismo d'azione
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