Curcumin and a new Rutheno(II)curcumin Complex : caracterização e avaliação das suas potencialidades biológicas

Abstract

A curcumina é um pigmento de cor amarela, da família dos polifenóis, obtido a partir dos rizomas da planta Curcuma longa. É dotada de diversas propriedades biológicas que se relacionam com a vasta gama de alvos moleculares que possui, sendo de destacar a sua atividade anticancerígena já provada em diversas linhas celulares cancerígenas. No entanto, a atividade biológica da curcumina é limitada pela sua baixa biodisponibilidade que se deve principalmente à sua fraca solubilidade e rápida degradação em condições fisiológicas. Uma estratégia para contornar as limitações terapêuticas da curcumina é a sua complexação com iões metálicos, nomeadamente com complexos de ruténio(II). Neste trabalho foi preparado um novo complexo de curcumina com ruténio(II) e tritiaciclononano [9anoS3] com o objetivo de aumentar a solubilidade da curcumina em meio fisiológico. A curcumina foi extraída e purificada a partir de rizomas secos e pulverizados de Curcuma longa sendo depois desprotonada e coordenada com o precursor [Ru(II)(9anoS3)(DMSO)Cl2] (DMSO=dimetilsulfóxido). A estrutura e pureza do complexo formado, [Ru(II)(9aneS3)(curcumina)(S-DMSO)]Cl foi avaliada por Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C, espectrometria de massa e análise elementar. A afinidade do novo complexo para ligação ao ácido desoxirribonucleico (ADN) foi estudada por ensaios de titulação e por determinação da variação na temperatura de desnaturação do ADN de esperma de salmão. Este estudo permitiu determinar que o complexo tem a capacidade de intercalar com o ADN com uma constante de ligação comparável aos intercaladores de ADN já conhecidos (4.00x105 M-1). A atividade citotóxica deste complexo contra o cancro de próstata foi estudada in vitro, usando como controlo positivo a curcumina. Mais ainda, aproveitando o potencial fotossensibilizador da curcumina, os ensaios foram feitos na presença e na ausência de luz. Para isso, usaram-se culturas celulares humanas isoladas de carcinoma de próstata (PC-3) e a toxicidade foi avaliada em linhas celulares prostáticas não tumorais (PNT-2). Com estes ensaios verificou-se que o complexo preparado não tem efeito citotóxico nem fototóxico nas concentrações usadas para as linhas celulares estudas. Mais, observou-se que a curcumina apresenta, no escuro, efeito citotóxico nas concentrações usadas e ainda, que este efeito é fortemente potenciado na presença de luz, sendo um potencial agente para terapia fotodinâmica em cancro de próstata.

Curcumin is a yellow pigment, of the family of polyphenols, obtained from the rhizomes of the Curcuma longa. It is provided with several biological properties which relate with the wide range of molecular targets that possesses, especially the anticancer activity already proven in various cell lines. However, the biological activity of curcumin is limited by their low bioavailability which is mainly because their poor solubility and rapid degradation in physiological conditions. One promising strategy to circumvent the therapeutic limitations of curcumin is the binding with metal ions, namely with ruthenium(II) complexes. In this work, was prepared a new complex of curcumin with ruthenium(II) and trithiacyclononane (9aneS3) with the aim of increasing the solubility of curcumin in physiological medium. The curcumina was extracted and purified from the powder rhizomes of Curcuma longa being after deprotonated and coordinated with the precursor [Ru(II)(9aneS3)(DMSO)Cl2] (DMSO=dimethylsulfoxide). The structure and purity of the prepared complex, [Ru(II)(9aneS3)(curcumina)(S-DMSO)]Cl was evaluated by 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance spectroscopies, mass spectrometry and elemental analysis. The affinity of the new complex to bind to deoxyribonucleic acid (DNA) was studied by titration assays and determination of the variation on sperm salmon DNA melting temperature. This study allowed to determine that the complex has ability to intercalate with DNA with a binding constant comparable with classical intercalators. The cytotoxic activity of this complex against prostate cancer was studied in vitro, using curcumin as a positive control. Moreover, taking advantage of the photosensitizer potential of curcumin, the assays were made under dark and light conditions. For this, human cell cultures were used isolated from prostate carcinoma (PC-3) and the toxicity was evaluated in non-tumour prostate cells (PNT-2). With these tests, it was found that the new complex do not have any cytotoxic or phototoxic effect in the same concentrations range tested for cell lines studied. Further, was observed that the curcumin presents, in dark, cytotoxic effect and, that this effect is strongly potentiated by light presence, with a potential for photodynamic therapy in prostate cancer.