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Terra WDS, Bull ÉS, Morcelli SR, Moreira RR, Maciel LLF, Almeida JCDA, Kanashiro MM, Fernandes C, Horn A. Antitumor activity via apoptotic cell death pathway of water soluble copper(II) complexes: effect of the diamino unit on selectivity against lung cancer NCI-H460 cell line. Biometals 2021; 34:661-674. [PMID: 33813688 DOI: 10.1007/s10534-021-00302-3] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/27/2020] [Accepted: 03/16/2021] [Indexed: 12/23/2022]
Abstract
The cytotoxicity against five human tumor cell lines (THP-1, U937, Molt-4, Colo-205 and NCI-H460) of three water soluble copper(II) coordination compounds containing the ligands 3,3'-(ethane-1,2-diylbis(azanediyl))dipropanamide (BCEN), 3,3'-(piperazine-1,4-diyl)dipropanamide (BPAP) or 3,3'-and (1,4-diazepane-1,4-diyl)dipropanamide (BPAH) are reported in this work. The ligands contain different diamine units (ethylenediamine, piperazine or homopiperazine) and two propanamide units attached to the diamine centers, resulting in N2O2 donor sets. The complex containing homopiperazine unit presented the best antiproliferative effect and selectivity against lung cancer cell line NCI-H460, showing inhibitory concentration (IC50) of 58 μmol dm-3 and Selectivity Index (SI) > 3.4. The mechanism of cell death promoted by the complex was investigated by Sub-G1 cell population analysis and annexin V and propidium iodide (PI) labeling techniques, suggesting that the complex promotes death by apoptosis. Transmission electron microscopy investigations are in agreement with the results presented by mitochondrial membrane potential analysis and also show the impairment of other organelles, including endoplasmic reticulum.
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Affiliation(s)
- Wagner da S Terra
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
- Instituto Federal Fluminense, Campos dos Goytacazes, RJ, 28030-130, Brazil
| | - Érika S Bull
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
- Instituto Federal Fluminense, Campos dos Goytacazes, RJ, 28030-130, Brazil
| | - Samila R Morcelli
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
- Secretaria de Educação do Espírito Santo, Mimoso Do Sul, ES, 29400-000, Brazil
| | - Rafaela R Moreira
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
- Centro Federal de Educação Tecnológica, Nova Friburgo, RJ, 28635-080, Brazil
| | - Leide Laura F Maciel
- Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
| | - João Carlos de A Almeida
- Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
| | - Milton M Kanashiro
- Laboratório de Biologia do Reconhecer, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
| | - Christiane Fernandes
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil
- Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 88040-900, Brazil
| | - Adolfo Horn
- Laboratório de Ciências Químicas, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, 28013-602, Brazil.
- Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 88040-900, Brazil.
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