An engineered POSS drug delivery system for copper(ii) anticancer metallodrugs in a selective application toward melanoma cells

Autor(es)

Vieira, Eduardo Guimaraes ; de Paiva, Raphael Enoque Ferraz ; Miguel, Rodrigo Bernardi ; de Oliveira, Ana Paula Araujo ; Bagatelli, Felipe Franco de Melo ; Oliveira, Carla Columbano ; Tuna, Floriana ; Ferreira, Ana Maria da Costa

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: DALTON TRANSACTIONS; v. 53, n. 30, p. 15-pg., 2024-06-26.

Resumo

In this work, a polyhedral silsesquioxane (POSS) was used as an engineered drug delivery system for two oxindolimine-copper(ii) anticancer complexes, [Cu(isaepy)](+) and [Cu(isapn)](+). The interest in hybrid POSS comes from the necessity of developing materials that can act as adjuvants to improve the cytotoxicity of non-soluble metallodrugs. Functionalization of POSS with a triazole ligand (POSS-atzac) permitted the anchorage of such copper complexes, producing hybrid materials with efficient cytotoxic effects. Structural and morphological characterizations of these copper-POSS systems were performed by using different techniques (IR, NMR, thermogravimetric analysis). A combination of continuous-wave (CW) and pulsed EPR (HYSCORE) spectroscopies conducted at the X-band have enabled the complete characterization of the coordination environment of the copper ion in the POSS-atzac matrix. Additionally, the cytotoxic effects of the loaded materials, [Cu(isapn)]@POSS-atzac and [Cu(isaepy)]@POSS-atzac, were assessed toward melanomas (SK-MEL), in comparison to non-tumorigenic cells (fibroblast P4). Evaluation of their nuclease activity or ability to facilitate cleavage of DNA indicated concentrations as low as 0.6 mu g mL(-1), while complete DNA fragmentation was observed at 25 mu g mL(-1). By using adequate scavengers, investigations on active intermediates responsible for their cytotoxicity were performed, both in the absence and in the presence of ascorbate as a reducing agent. Based on the observed selective cytotoxicity of these materials toward melanomas, investigations on the reactivity of these complexes and corresponding POSS-materials with melanin, a molecule that contributes to melanoma resistance to chemotherapy, were carried out. Results indicated the main role of the binuclear copper species, formed at the surface of the silica matrix, in the observed reactivity and selectivity of these copper-POSS systems. (AU)

• Processo FAPESP: 20/00901-1 - Controle pós-transcricional de expressão gênica: processamento de pré-rRNA, degradação de mRNA, splicing e montagem de snoRNPs em Saccharomyces cerevisiae
• Beneficiário: Carla Columbano de Oliveira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/21070-5 - Espectroscopia vibracional com resolução espacial
• Beneficiário: Mauro Carlos Costa Ribeiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 11/50318-1 - Desenvolvimento de compostos com interesse farmacológico ou medicinal e de sistemas para seu transporte, detecção e reconhecimento no meio biológico
• Beneficiário: Ana Maria da Costa Ferreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/07937-8 - Redoxoma
• Beneficiário: Ohara Augusto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 16/16735-8 - Imobilização de potenciais metalofármacos em matrizes inorgânicas ou orgânicas para liberação modificada
• Beneficiário: Eduardo Guimarães Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/21919-3 - Caracterização espectroscópica e magnética de metalofármacos imobilizados em matrizes híbridas para entrega de drogas
• Beneficiário: Eduardo Guimarães Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/21537-6 - Aplicações de ligantes imínicos polidentados na modulação da reatividade de íons cobre em doenças relacionadas a inflamação e em reações de acoplamento bio-ortogonais
• Beneficiário: Raphael Enoque Ferraz de Paiva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado