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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.60.2018.tde-23052018-111151
Document
Author
Full name
Renata Bortoleto da Silveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Silva, Roberto Santana da (President)
Naal, Rose Mary Zumstein Georgetto
Etchenique, Roberto
Godoy Netto, Adelino Vieira de
Title in Portuguese
Avaliação da sublocalização celular e citotoxicidade por microscopia fluorescente de complexos de rutênio como agentes liberadores de óxido nítrico. Aspectos químicos, cinéticos e biológicos
Keywords in Portuguese
Complexo de rutênio; Liberação de óxido nítrico; Alaranjado de Acridina; Sublocalização celular
Abstract in Portuguese
O óxido nítrico (NO) é biossintetizado em diferentes células do organismo animal, relacionando-se com inúmeros processos fisiológicos. Existe, aparentemente, uma relação entre os efeitos mediados pelo NO e o microambiente celular. Desta forma, a resposta observada depende da localização da molécula radicalar, da duração da exposição e da sua concentração. Assim, observa-se um efeito antagônico do NO no que tange a biologia de tumores, admitindo-se que baixas concentrações de NO estimulam a proliferação de células tumorais e altas concentrações propiciam a atividade tumoricida. Nesse sentido, o presente trabalho visou ao desenvolvimento de um novo complexo de rutênio doador de óxido nítrico coordenado ao ligante fluorescente Alaranjado de Acridina. A coordenação do rutênio ao ligante heterocíclico de nitrogênio permitiu a obtenção do composto fluorescente [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2, em que bpy = 2,2'bipiridina e AO = Alaranjado de Acridina. O complexo foi caracterizado por UV-vis, FITR e espectrometria de massas. Experimentos fotoquímicos revelaram que o complexo [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2 apresentou um valor de rendimento quântico de fluorescência em etanol inferior ao do ligante livre. No entanto, o rendimento quântico de produção de oxigênio singleto em água foi maior em relação ao Alaranjado de Acridina. Avaliações de fotoestabilidade por espectroscopia de emissão e absorção no UV-vis demonstraram que [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2 é mais fotoestável nas condições avaliadas e a fluorescência apresenta menor redução, quando irradiado em 470 nm comparado ao Alaranjado de Acridina. Ensaios de avaliação do potencial citotóxico dos compostos com irradiação em 470 nm, na dose de 5 J cm-², demonstraram que o corante Alaranjado de Acridina apresenta maior citotoxicidade frente à linhagem celular tumoral metastática estudada (B16/F10). Isso se relaciona, possivelmente, ao fato de o Alaranjado de Acridina livre direcionar-se para o núcleo e promover intercalação com os pares de base do DNA. A avaliação por microscopia de fluorescência revelou a predileção do complexo [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6) pelo núcleo. Os dados obtidos enfatizam a importância do grupo ligante para a localização do complexo, bem como para a atividade antitumoral do mesmo.
Title in English
Evaluation of cellular localization and cytotoxicity by fluorescence microscopy of ruthenium complexes as nitric oxide deliver agents. Studies of Chemical, kinetic and biological aspects
Keywords in English
Ruthenium complex; Release of nitric oxide; Acridine Orange; Cellular localization.
Abstract in English
Nitric Oxide is biosynthesized in different cells of the animal organism. It is related to numerous physiological processes. There is apparently a relationship between the effects mediated by NO and the microenvironment. Thus, the cellular response observed depends on the location of the radical molecule, the duration of exposure and its concentration. Thus, an antagonistic effect of NO is observed with respect to the biology of tumors, admitting that low concentrations of NO stimulate the proliferation of tumor cells and high concentrations promote the tumoricidal activity. In this sense, the present work aimed the development of a new ruthenium complex donor of nitric oxide coordinated to the fluorescent ligand of Acridine. The coordination of Ruthenium to the nitrogen heterocyclic ligand allowed to obtain the fluorescent compound [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2, where bpy = 2,2' bipyridine and AO = Acridine Orange, which was characterized by UV-Vis, FITR and mass spectrometry. Photochemical experiments revealed that the [Ru(NO2)(bpy) (AO)2NO](PF6) 2 complex presented a fluorescence quantum yield value, in ethanol, about 20 % lower than the free binder. However, the quantum yield of singlet oxygen in water was approximately 40 % higher compared to Acridine Orange. UV-vis emission spectroscopy and UV-vis absorption spectroscopy have shown that [Ru (NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6) 2 is apparently more photostable and suffers less fluorescence suppression when irradiated at 470 nm compared with Acridine Orange. Cell cytotoxicity assays with irradiation using dose of 5 J cm-2 demonstrated that the coordination of Acridine Orange dye to the complex decreases its cytotoxicity against the metastatic tumor cell line studied, possibly by preventing the mechanism of intercalation of the planar ligand to DNA. Monitoring by fluorescence microscopy revealed the preferential localization of the compound [Ru(NO2)(bpy) (AO)2NO] (PF6) by the cell nucleus possibly due to coordinated Acridine Orange, which has a tropism by DNA. These results emphasize the importance of the ligand group for the localization of the complex, as well as for the cytotoxic activity of the same
 
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Release Date
2020-05-22
Publishing Date
2018-06-26
 
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