10/08/2009 Paul Ehrlich Premio Nobel 1908 Complejos Metálicos como Potenciales Agentes Quimioterapéuticos Contra Diferentes Enfermedades As Maribel Navarro Laboratorio de Química Bioinorgánica Centro de Química Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (I.V.I.C.) Caracas (Venezuela) (email: mnavarro@ivic.ve) Uruguay 29 /07/2009 QUIMIOTERÁPIA: tratamiento basado en el uso de drogas capaces de destruir un organismo invasor sin afectar al individuo hospedero ESTRATEGIA EN EL TRATAMIENTO DE DIABETES COMO AGENTES ANTIBACTERICIDAS Metales de Transición Sífilis Drogas COMO AGENTES ANTIVIRALES EN ARTRITIS REUMATOIDEA Orgánicas COMO DIURÉTICOS COMO ANTICANCERÍGENOS EN ENFERMADADES CORONARIAS Malaria Responsable de dos millones de muertes por año, lo que la convierte en el mayor asesino del mundo Malaria : Enfermedades Inflamatorias CQ-M CTZ-M C H3 N HN Cl C N N Cl Enfermedad de Chagas Cáncer N QUIMIOTERAPIA Vacuna 1 10/08/2009 Síntesis de Complejos de Metal-CQ Chloroquine Phosphate USP ® Global Pharmaceuticals [Ru(Bet)(CQ)2](PF6)2 [Au(PPh3)(CQ)]PF6 CH3 CH3 + [Ru(CQ)Cl2]2 H CH3 PtCl2(CQ)(H2O) CH3 N N HN [Cu(CQ)2]Cl HN CH3 PtCl2(CQ)2 CH3 2 H2PO4- I (COD)Cl(CQ) Ir(COD)Cl(CQ) Cl Cl Ir2Cl6(CQ).3H2O N [Ir(CQ)2.S2]PF6 + N [Rh2(COD)Cl(CQ)2(H2O)2](PF6)2 H Cloroquina difosfato Sanchez R, Navarro M. ,et al, J.Med. Chem. 39,1095- 1099, 1996. Sanchez R, Navarro M. , et al, J.Med. Chem., 40, 1937-1939, 1997.. Efecto de la cloroquina disfosfato y los complejos sintetizados en el crecimiento de P.berghei in vitro Compuesto IC50 (nM) CQDF Relación IC50 72 Rh(COD)(CQ)Cl 73 1.1 [Rh(COD)(CQ)2(H2O)]2+2PF6- 263 0.3 [RuCl2(CQ)]2 18 3 18.3 40 4.0 [AuPPh3(CQ)]+PF6- 3.3 21.8 Ir2Cl6(CQ).3H2O 59 1.2 Ir(COD)(CQ)Cl 72 1.0 [Ir(CQ)2(S)2]+PF6- 126 [Cu(CQ)2]+Cl- Actividad contra Plasmodium falciparum IC50(nMM) Compuesto Cepas DFCQ [RuCl2(CQ)]2 [Au(CQ)(PPh3)]PF6 FCB1 FCB2 47 104 10.5 46 5.1 23 0.6 33 2.2 Pt(CQ)2(H2O)2 (trans) 1175 0.006 Pt(CQ)2(H2O)2 (cis) 617 0.12 Navarro M -Sánchez Roberto A.-Delgado, Revista de la Sociedad Venezolana de Química, Volumen 20 N°1 Enero-Marzo 1997 Síntesis de Complejos de Au-CQ Compuesto Lider [Au(CQ)(PEt3)]PF6 AuCl(PPh3) AgNO3. AuClPEt3 KPF6 [Au(CQ)(PPh3)]NO3 N HN [(CQ)(Et2O)Au(Cl)(SR)]Cl CH3 [Au(CQ)(PMe3)]PF6 HNCH(CH2) 3N(C2H5)2 N Au PF6- AuCl(PMe3) KPF6 Acetonitrile reflux AuCl(CQ)/SR2 Acetone, -10 C Cl N P [Au(CQ)(PPh3)] PF6 KAuCl4 Acetone, 25 C AuCl2(CQ)2]Cl 2 10/08/2009 Actividad contra Plasmodium falciparum Compuesto F32 IC50 (nM) K1 IC50 (nM) Parasitemia encontrada después de incubar los glóbulos rojos con CQ y M M-CQ. Infectar con los parásitos in vitro Compuesto Parasitemia Control 5.60% [Au(CQ)PPh3]+PF6- (1) 18.10 98.53 Q CQ 5.67% [Au(CQ)(PPh3)]NO3 (2) 10.11 57.75 0% [Au(CQ)(PMe3)]PF6 (3) 16.55 92.79 [Au(CQ)PPh3]+PF6- 13.16 98.86 [Au(Cl)(CQ)2]PF6 5.77% [Au(CQ)(PEt3)]PF6 (4) 12.80 52.07 Au(CQ)Cl3 5.96% [Au(CQ)2Cl2 ]Cl (5) [(CQ)(S)Au(Cl)(SR)]Cl(6) 17.90 Au(CQ)(Cl)2SR 3.75% CQDF 10.01 91.31 54.09 Mecanismos de Acción Droga + Metálica Posibles mecanismos de Acción Viscosidad Titulaciones Espectroscópicas Titulaciones por Fluorescencia Discoismo circular Electroforesis Covalencia : mg Metal / nmolADN Intercalación con el ADN metal [Au(CQ)PPh3]+PF6 Titulaciones Espectroscópicas Infrarrojo Droga Metálica Inhibición de la formación de la hemozoina Coeficiente de distribución de la Droga Metálica en agua/n-octanol Inhibición de la formación de la hemozoina Tratamiento NO2 O N H N N Benznidazole (Roche) O O El mal de Chagas afecta a 16-18 millones de personas en Latinoamérica. S N O N NO2 Nifurtimox (Bayer, descontinuado) 3 10/08/2009 Efecto de CTZ, KTZ y los complejos MetalMetal-CTZy MetalMetal-KTZ sobre la proliferación de epimastigotes de T. cruzi Compuesto Inhibición LEISHMANIASIS Existen alrededor de 12 millones de personas infectadas a nivel mundial en 88 paises diferentes. % de CTZ 0 KTZ 39 RuCl2(CTZ)2 82 RuCL3(CTZ)3 66 RuCl2(KTZ)2 73 RuCL3(KTZ)3 70 Cu (CTZ)4 ]Cl2 66 Cu (CTZ) Cl2 ]2 66 Cu (KTZ)3 Cl2 73 Cu (KTZ) Cl2 ]2 69 [Au(CTZ)PPh3]+PF6- 66 [Au(KTZ)PPh3]+PF6- 71 Sánchez, et al. Polyhedron 19-23, 2000 Navarro M., et al. Inorg. Chem.40, 6879-6884, 2001 Presentaciones comerciales del tratamiento Glucantime ® ESTRATEGIA Células tumorales Parásitos kinetoplastidos Elmiron ® Pentosan Polysulfate Sodium Laboratoire Spécia NH Cl 3 Baker Norton Pt Cl NH 3 El metabolismo de las células tumorales y los parásitos kinetoplastidos son similares (N-metilglucamine antimoniate) (Sodium stilbogluconate) Todo compuesto capaz de interaccionar con el ADN tendrá actividad antiparasitaria J. Williamson, Pharmacol. Ther., 7, 445 (1979). Diseño de Agentes leishmanicidal Complejos sintetizados N N N N N M N Cu N Pd(dppz)Cl2 N Ag [Cu(dppz)(NO3)]NO3 N [Ag(dppz)2]NO3 N N N N [Cu(dppz)2(NO3)]NO3 Pd N N [Au(dppz)2]Cl3 [Cu(dppz)2]BF4 N [Au(dppz)(PPh3)]BF4 M N N N N [Cu(dpq)(NO3)]NO3 Au N N N N N N N N N N N N N [Pd(dpq)]Cl2 N N [Ag(dpq)2]NO3 [Cu(dpq)2(NO3)]NO3 M N Navarro M., et al, J. Biol. Inor. Chem. 8, 401-408, 2003 Navarro M., et al, J. Inorg. Biochem. 97, 364-369, 2003 Navarro M., et al, Drug Research 56, 12 826., 2006 Navarro et al, J. inorg. Biochem. 101, 111-116, 2007. Navarro, et al Journal of Brasiliam Chemistry Society 19, 7, 1355-1360, 2008 4 10/08/2009 1.6 257 nm 257 nm 2.5 [ADN ] (μM) [ADN] (μM) 0 0 Estudios de interacción covalente 35 2 100 130 0.8 170 1 2 3 4 5 6 7 8 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 11 70 1.5 100 Circular Superenrollado 140 1 170 230 0.4 200 260 0.5 337 nm 337nm 2 0 0 235 265 295 325 355 235 385 265 295 [Cu(dppz)(NO3)]NO3 17± 2 91 [Cu(dppz)2(NO3 ]NO3 22 ± 3 71 [Cu(dpq)(NO3 )]NO3 8±1 209 [Cu(dpq)2 (NO3)]NO3 8±2 209 [Cu(dppz)2]BF4 10 ± 3 261 [Ag(dppz)2]NO3 19 ± 5 82 [Ag(dpq)2 ]NO3 41 ± 6 38 [Au(dppz)2 ]Cl3 120 ± 5 12 0 Circular Superenrollado 385 0 273 nm 0.5 1.6 30 45 60 75 89 100 120 130 150 363 nm 3 4 5 6 7 3 0 10 1.2 0.8 1 2 8 [ADN] (μM) 15 Absorbancia (U.A.) Pares de base por átomo de M 355 0.6 [ADN] (μm) 272nm Absorbancia (U.A.) nmoles M/mg ADN 325 Longitud de onda (nm) Longitud de onda (nm) 2 Circular Supercoiled Superenrollado 0.4 19 0.3 0 29 1 2 3 4 5 6 38 0.2 160 378nm 7 8 Circular Supercoiled Superenrollado 4 48 363 nm 378nm 0.4 0.1 0 0 240 290 340 390 240 440 290 340 390 440 Longitud de onda (nm) Longitud de onda (nm) Electroforesis Titulaciones Espectroscópicas 1.7 COMPLEJO 1.6 4 5 6 1.5 7 (η/η0)1/3 COMPLEJO 0 35 70 Absorbancia (U.A) Absorbancia (U.A) 1.2 1.4 INTERCALACION ADN 1.3 1.2 1.1 1 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 [Complejo]/[ADN] Estudios de viscosidad ESTUDIOS BIOLÓGICOS Actividad biológica a 10 μM Kx 103 (M-1) + [Cu(CH3CN)2]BF4 N N N N [Cu(dppz)2]BF4 2 COMPLEJO % Parásitos muertos Tiempo (h) [Cu(dpq)(NO3)]NO3 (1) 29 64 (1,7 ± 0,2) [Cu(dpq)2(NO3)]NO3 (2) 100 64 (1 6 ± 0,1) (1,6 0 1) N N [Cu(dppz)(NO3)]NO3 (3) 100 54 (10 ± 3) N N [Cu(dppz)2(NO3)]NO3 (4) 100 1,5 (80 ± 2) N N N N Cu BF4 AE, NMR, FAB-MS, 4>3>2>1 4>3>2≈1 Navarro M., et al, J. Inorg. Bichem .97, 364-369, 2003 A Control N N N N N N N N 3+ N N N N N N N N Au Cu BF4 B Parasitos tratados con 4.1 nM del complejo. Potente Agente Leismanicidal Erradica experimental la infeccion a 41nM at 24 Hours Potent Leismanicidal Agent Erradicates experimental infection at 17nM at 24 Hours Navarro M., et al, J. Inorg. Bichem .101, 111-116, 2006 5 10/08/2009 Microscopía electrónica Control Promastigotes de L. braziliensis no tratados Promastigotes de L. braziliensis tratados con Au(dppz)2(Cl3) Cáncer Metales en Medicina como Anticancerígenos El término cáncer es usado para identificar una entidad clínica y anatomopatológica de carácter maligno que afecta a un paciente, y cuyas característica histopatológicas son la alteración morfológica y funcional seguida de la proliferación descontrolada —no siempre acelerada— de las células de un tejido que invaden, desplazan y destruyen, localmente y a distancia, otros tejidos sanos del organismo Synthesis of Metal-CQ Complexes Síntesis de Complejos de Metal-CTZ [Cp2Ti(CTZ)2]Cl2 17 [Ti(CQ)2Cl2]Cl2 Pd(CQ)2Cl2 CH3 HN 19 9 CH3 N [CpTi(CTZ)Cl2]Cl CH3 18 16 Cl 7 [CpTi(CQ)2](PF6)3 , CTZ N [Ti(CQ)Cl3]Cl [Cp2Ti(CTZ)(H2O)](NO3)2 13 10 11 12 N 6 5 Cl 14 C 8 2 4 [Ti(CTZ)4](NO3)4 N [Ti(CTZ)2Cl2]Cl2 [Pd(CTZ)2Cl2] 6 10/08/2009 La artritis reumatoide Efecto citotóxico in vitro. Complejos Conc. (μM) % Cito. PANC-1 % Cito. SKBR-3 % Cito. MDA-MB231 %Cito. HT-29 DMSO - -12 29 -18 -8 Cp2TiCl2 405 -7 63 13 -1 Pd(C6H5CN)2Cl2 261 -12 61 17 -3 CTZ 289 100 100 100 100 CQ 313 100 10 100 30 [Ti(CTZ)2Cl2]Cl2 114 99 100 100 100 [CpTi(CTZ)Cl2]Cl 177 99 100 100 100 [Ti(CTZ)4](NO3)4 51 100 100 - - [Cp2Ti(CTZ)](NO3)2 113 62 100 99 45 [Ti(CTZ)2Cl2]Cl 109 99 -20 100 -5 [Pd(CTZ)2Cl2] 115 100 51 100 100 [Pd(CQ)2Cl2] 122 16 20 80 21 [Ti(CQ)Cl3]Cl 137 5 67 - - [CpTi(CQ)](PF6)3 76 -17 61 - - [Ti(CQ)2Cl2]Cl 95 12 36 - - [Zn(CQ)(OAc)2(H2O)]2 Zn(CQ)(NO3)](NO3) Zn(CQDF)(NO3)2 Zn(CQ)Cl2 Cu(CQDF)Cl [Cu(CQ)(OAc)2] Es una enfermedad sistémica autoinmune, caracterizada por provocar inflamación crónica de las articulaciones, que produce destrucción progresiva con distintos grados de deformidad e incapacidad funcional OAc O H H OAc S H Au PEt3 Auranofina H AcO H OAc Agradecimientos [Au(CQ)PPh3]+PF6[Au(CTZ)PPh3]+PF6[Au(KTZ)PPh3]+PF6- [Au(CQ)PPh3]+NO3[Au(CQ)PMe3]+PF6[Au(CQ)PEt3]+PF6- Colaboradores Dr. Roberto Sánchez Delgado Dr. Gonzalo Visbal Dr. Julio Urbina Dr. Edgar Marchan Dr. Aníbal Sierraalta Dr. Pedro Silva Dra. Hilda Pérez Dra. Clara Hernández Estudiantes Efren Cisneros Flor Vásquez Ibis Colmenares José Hernández Liliana Suárez Nayarit Prieto Alexis Maldonado Oscar Corona William Castro Helen Goitia Adelmo Betancourt Ángel Higuera Son efectivos anti-inflamatorios Financiamiento: FONACIT e IVIC Navarro et al Drug Research. 52, 6, 468-474, 2002. Navarro et al Drug Research. 54, 11, 746, 2004. Navarro et al J. Inorg. Biochem 99, 1630-1636, 2005. Navarro et al Drug Research. 56, 12, 826, 2006. Maribel Navarro. Transition Metal Chemistry 33:893–898. 2008. 7