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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/7014
Tipo: | Dissertação |
Título: | Complexos de La 3+ , Eu 3+ e Gd 3+ coordenados à ampicilina: síntese, caracterização e investigação de atividades biológicas |
Autor(es): | DIEGO BOLDO |
Primeiro orientador: | Marco Antonio Utrera Martines |
Resumo: | A ampicilina (2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-amino-2- fenilacetil]amino]-3,3-dimetil-7-oxo-4-tia-1azabiciclo[3.2.0]heptano-2- carboxilato de sódio é um antimicrobiano β-lactâmico, semissintético, pertencente ao grupo das penicilinas. Trata-se da primeira penicilina semissintéticas a apresentar ação contra bactérias Gram – positivas e Gram – negativas, além de possuir baixa citotoxicidade e não ser mutagênico. Contudo, dados da ONU descrevem que com o uso descontrolado desse antimicrobiano, as bactérias Gram – positivas e Gram – negativas adquiriram resistência à ampicilina com a produção de enzimas β – lactamases que inativam à sua ação. Dados da literatura descrevem que a formação de complexos de coordenação de íons Ln3+ com fármacos produzem propriedades especificas, além de potencializar seus efeitos, visto que os lantanídeos possuem atividade biológica. Dessa maneira, o objetivo principal deste trabalho consiste no processo de síntese de complexos de íons Ln3+ (La3+, Eu3+ e Gd3+) coordenados a ampicilina para possíveis aplicações biológicas. A síntese foi realizada com uma razão molar 1:3 (metal:ligante), sendo o ligante na forma de sal sódico (NaL), e os metais sob a forma de cloretos de lantanídeos em meio aquoso. Após o processo de síntese, os complexos adquiriram colorações amarelas, além de serem insolúveis em água, metanol, etanol, DMSO, DMF, acetona e hexano, diferente do ligante que é solúvel em ambos os solventes testados. Dados da análise elementar, titulação complexiométrica, análise térmica, espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) ultravioleta visível (UV-Vis) são compatíveis com a proposta de coordenação de 2:2 (metal:ligante) com as seguintes fórmulas de coordenação: [La2(L)2(Cl)4(H2O)4], [Eu2(L)2(Cl)4(H2O)4], [Gd2(L)2(Cl)4(H2O)2], em que L = C16H18N3SO4-. A análise de espectroscopia de fotoluminescência, indicam que o íon Eu3+ está presente em um ambiente químico heterogêneo e com misturas de simetria, podendo também indicar a formação de um possível polímero de coordenação, visto que, a transição 5D0 → 7F0 apresenta-se como uma banda larga. Os complexos foram submetidos a testes in vitro de Concentração Mínima Inibitória (CMI), e os resultados indicam que os complexos não foram ativos frente as bactérias [Staphylococcus aureus (cepa clínica, resistente à ampicilina– Gram positiva) e Escherichia coli (NEWP0018 – Gram-negativa, cepa comercial, produtora de beta-lactamase]. Esses resultados podem ser observados pelo fato de os complexos não serem solúveis em DMSO, solvente utilizado para os testes, além da possível formação do polímero de coordenação. Foram também realizados estudos de citotoxicidade, e os dados mostram que os complexos tiveram atividade frente as linhagens B16-F10 (melanoma murino), pois suas GI50 < 250 μg/mL; Nas linhagens U251 (Glioma) somente o complexo EuL teve atividade (GI50 < 250 μg/mL), e frente a linhagem MCF7 (carcinoma de mama) somente os complexos LaL e EuL é perceptível atividade (GI50 < 250 μg/mL). Contudo, ao realizar o teste nas linhagens NIH – 3T3, nota-se que, os complexos LaL, EuL e GdL são extremamente ativos, pois suas GI50 se encontram nos intervalos entre 0,06 μg/mL <GI50> 5,9 μg/mL, além de ser possível notar efeito citocida, demonstrando assim uma alta citotoxicidade em células teciduais normais e índices de seletividades irrelevantes. |
Abstract: | Ampicillin ((2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-amino-2-phenylacetyl]amino]-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-1azabicyclo[3.2.0]heptane -2- sodium carboxylate) is a semi-synthetic β-lactam antimicrobial belonging to the penicillin group. This is the first semi-synthetic penicillin to exhibit activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria, in addition to having low cytotoxicity and not being mutagenic. However, ONU data describe that with the uncontrolled use of this antimicrobial, both Gram-positive and Gram-negative bacteria have developed resistance to ampicillin through the production of β-lactamase enzymes that deactivate its action. Literature data describe that the formation of coordination complexes with Ln3+ ions and drugs produces specific properties, as well as potentiating their effects since lanthanides possess biological activity. Thus, the main objective of this study was the synthesis of Ln3+ ion complexes (La3+, Eu3+, and Gd3+) coordinated with ampicillin for potential biological applications. The synthesis was carried out at a 1:3 molar ratio (metal:ligand), with the ligand in the form of sodium salt (NaL) and the metals in the form of lanthanide chlorides in an aqueous medium. After the synthesis process, the complexes acquired yellow coloration and become insoluble in water, methanol, ethanol, DMSO, DMF, acetone and hexane, unlike the ligand which is soluble in both solvents tested. Elemental analysis, complexometric titration, thermal analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and -ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy results were compatible with a proposed 2:2 (metal:ligand) coordination with the following coordination formulas: La2(L)2(Cl)4(H2O)4], [Eu2(L)2(Cl)4(H2O)4], [Gd2(L)2(Cl)4(H2O)2], Where L = C16H18N3SO4-. Photoluminescence spectroscopy analysis indicates that the Eu3+ ion is present in a heterogeneous chemical environment with mixed symmetries, suggesting the possible formation of a coordination polymer, as the 5D0 → 7F0 transition appears as broadband. The complexes were subjected to in vitro Minimum Inhibitory Concentration (MIC) tests, and the results indicate that the complexes were not active against bacteria [Staphylococcus aureus (clinical strain, resistant to ampicillin – Gram-positive) and Escherichia coli (NEWP0018 – Gram-negative, commercial strain, producing beta-lactamase]. These results may be attributed to the complexes’ insolubility in DMSO, the solvent used for the tests, as well as the possible formation of the coordination polymer. Cytotoxicity studies were also conducted, and the data show that the complexes exhibited activity against the B16-F10 (murine melanoma) cell lines, with their GI50 < 250 μg/mL; In the U251 (Glioma) cell line, only the EuL complex exhibited activity (GI50 < 250 μg/mL), and in the MCF7 (breast carcinoma) cell line, only the LaL and EuL complexes showed noticeable activity (GI50 < 250 μg/mL). However, when tested on the NIH – 3T3 cell lines, it is evident that the LaL, EuL, and GdL complexes are extremely active, as their GI50 values fall within the range 0.06 μg/mL <GI50> 5.9 μg/mL, and cytotoxic effects are observed, indicating high cytotoxicity in normal tissue cells and irrelevant selectivity indices. |
Palavras-chave: | Atividade biológica. Concentração mínima inibitória. Resistência bacteriana. |
País: | Brasil |
Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
Sigla da Instituição: | UFMS |
Tipo de acesso: | Acesso Restrito |
URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/7014 |
Data do documento: | 2023 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Química |
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