Summary

Anticancerosos complejos metálicos: Síntesis y Evaluación de la citotoxicidad por el ensayo MTT

Published: November 10, 2013
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Summary

Un método para la síntesis de agentes de titanio y vanadio contra el cáncer sensibles al aire se describe, junto con la evaluación de su actividad citotóxica hacia línea celular de cáncer humano por el ensayo MTT.

Abstract

Complejos de titanio (IV) y vanadio (V) son agentes anticancerígenos altamente potentes. Un reto en su síntesis se refiere a su inestabilidad hidrolítica, por lo tanto su preparación debe llevarse a cabo bajo una atmósfera inerte. Evaluación de la actividad contra el cáncer de estos complejos se puede lograr mediante el ensayo de MTT.

El ensayo MTT es un ensayo de viabilidad colorimétrico basado en la reducción enzimática de la molécula de MTT a formazán cuando se expone a las células viables. El resultado de la reducción es un cambio de color de la molécula MTT. Las mediciones de absorbancia relativos a un control determinan el porcentaje restante de las células cancerosas viables después de su tratamiento con concentraciones variables de un compuesto ensayado, que se traduce a la actividad contra el cáncer compuesto y sus valores de CI 50. El ensayo MTT es ampliamente común en estudios de citotoxicidad debido a su precisión, rapidez y relativa sencillez.

En esto nos preenviado un protocolo detallado para la síntesis de los fármacos basados ​​en metales sensibles al aire y mediciones de viabilidad celular, incluyendo la preparación de las placas de células, la incubación de los compuestos con las células, las mediciones de viabilidad utilizando el ensayo de MTT, y la determinación de los valores de IC50.

Introduction

La quimioterapia es todavía uno de los platos principales de los tratamientos empleados en la clínica para varias enfermedades de cáncer, por lo que gran cantidad de investigación se lleva a cabo en todo el mundo con el objetivo de desarrollar nuevos y mejores medicamentos contra el cáncer. Estos estudios comienzan principalmente a nivel químico, con el diseño y la preparación de los compuestos, seguido de evaluación biológica de las propiedades citotóxicas in vitro. La viabilidad celular puede evaluarse mediante diversos ensayos que proporcionan información sobre la actividad celular 1-2.

El cisplatino es un ejemplo de un complejo de platino que se utiliza ampliamente como un fármaco quimioterapéutico, que se considera un tratamiento eficaz principalmente para los cánceres testiculares y ováricos 3-4. Sin embargo, su estrecho rango de actividad y los efectos secundarios graves se activan los estudios de otros complejos de metales de transición potente 5-8. Entre otros, de titanio (IV) y vanadio complejos (V) mostraron resultados prometedores de alta actividad y reducentoxicidad 9-16. Ti (IV) fueron los primeros en entrar en ensayos clínicos después de cisplatino debido a estas propiedades, sin embargo, han fallado los ensayos debido a las dificultades de formulación y la inestabilidad hidrolítica. Hay así una necesidad actual para desarrollar mejores derivados de estos complejos metálicos que pueden combinar alta actividad contra el cáncer con resistencia al agua 15,17-21.

Un reto en la preparación de Ti (IV) y V (V) se refiere a complejos de la inestabilidad hidrolítica de los reactivos precursores, por lo tanto, la atmósfera inerte debe mantenerse. La preparación de Ti (IV) y V (V) compuestos se lleva a cabo en atmósfera de N2 o Ar condiciones en una caja de guantes o utilizando técnicas de línea Schlenk.

Un método común para la evaluación de la actividad anti-cáncer se basa en el MTT (3 – (4,5-dimetiltiazolil) -2,5-difeniltetrazolio) de ensayo. Este ensayo es un ensayo de viabilidad colorimétrico que se presentó en 1983 por Mosmann22. Está muy bien estudiado y caracterizado, y se considera altamente eficiente en la evaluación de la eficacia de nuevos compuestos citotóxicos debido a su precisión, rapidez, y su capacidad para ser aplicada en la variedad de líneas celulares. Este ensayo de viabilidad se basa en el cambio de color de la molécula MTT cuando se expone a las células viables. Medición de la absorbancia, que es proporcional al número de células viables, y la comparación con los controles no tratados, permite la evaluación de las capacidades de inhibición del crecimiento celular del compuesto ensayado.

El ensayo colorimétrico de MTT se lleva a cabo en un formato de 96 pocillos placa 23. Las células pueden requerir la preincubación en los pocillos antes de la adición del fármaco probado. Los tiempos de preincubación puede variar desde 0 hasta 24 horas de acuerdo con las propiedades de la línea celular. Las células están normalmente expuestas a la droga durante 24-96 horas, dependiendo de la actividad del fármaco. Solución de MTT se añade entonces a las células tratadas, en el que el gritanOW MTT se reduce a formazán púrpura por una variedad de enzimas mitocondriales y citosólicas que están en funcionamiento en las células viables (Figura 1) 24. La molécula de MTT no se reduce por las células muertas o células rojas de la sangre (células metabólicamente inactivos), células de bazo (células en reposo) y concanavalina A linfocitos estimulada (células activadas) 22. Después de 3-4 horas de incubación con MTT formazan los precipitados. La formación del formazano comienza después de 0,5 horas de incubación, pero para obtener resultados óptimos es mejor para exponer las células a MTT durante al menos 3 h 22. En consecuencia, se elimina el medio de cultivo y el formazán se disuelve en un disolvente orgánico, preferentemente isopropanol 25, aunque DMSO también se puede utilizar 26. La eliminación del medio es crucial para la consecución de resultados precisos desde rojo de fenol, que es ampliamente común en medio de crecimiento, y la precipitación de las proteínas pueden interferir con la medición de la absorbancia 25. Cuando la formaciónsolución Zan alcanza homogénea, la absorbancia de la solución se mide utilizando un espectrofotómetro lector de microplacas. La absorbancia a 550 nm es directamente proporcional al número de células en el rango de 200-50,000 células por pocillo, y por lo tanto muy pequeñas cantidades de células se puede detectar 22. La absorbancia indica la cantidad de células viables que se mantuvo después del tratamiento con el fármaco, y se compara con la absorbancia de células de control que no fueron expuestos a la droga. Análisis de los resultados por el software adecuado proporciona la IC50 (concentración de inhibición, el 50%) los valores y los errores estadísticos basados ​​en varias repeticiones de la medición.

El ensayo MTT es ampliamente común en estudios de citotoxicidad para la selección de nuevos compuestos contra el cáncer, debido a su precisión y simplicidad relativa. Sin embargo, cuando se utiliza el ensayo MTT, que se dependía de la reacción enzimática, se debe considerar que varios inhibidores de la enzima pueden afectar a la reducción de MTT und conducir a falsos resultados 27. Además, el ensayo de MTT no proporciona ninguna información sobre el mecanismo molecular de la actividad citotóxica del fármaco 2.

Protocol

Preparación de la V (V) complejo (Figura 2); 18 conducta pasos 1.1 a 1.4 en una caja de guantes, si una caja de guante no está disponible, vaya a la alternativa pasos 2 (2.1 a 2.6). Disolver 0,42 mmol de los ligandos H 2 L en THF seco y agregarlo a una solución en agitación de cantidades equivalentes de VO (O i Pr) 3 en THF. Se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 15 min, y eliminar los volátiles a vacío. Añadir hexano …

Representative Results

Los complejos se prepararon sobre la base de los procedimientos establecidos 18,28 y su pureza se puede evaluar mediante análisis de RMN y elemental. Los datos recibidos desde el ensayo de MTT se analizaron para evaluar la citotoxicidad del compuesto 18,21. En primer lugar, se realiza la resta del valor de absorbancia de control en blanco de todos los otros valores. En segundo lugar, el valor de control de disolvente de THF se establece en 100% de viabilidad, como no s…

Discussion

El método descrito en este manuscrito combina síntesis química con ensayo de viabilidad celular biológica. Al igual que con cualquiera de los métodos biológicos relativos a las células viables, es de vital importancia para trabajar en una campana laminar, y mantener las condiciones estériles, incluyendo el uso de disolventes orgánicos estériles. También, la preparación y el almacenamiento de los medicamentos basados ​​en metales hidrolíticamente inestable deben llevarse a cabo bajo condiciones inertes, …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Se ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación dentro del Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea (FP7/2007-2013) / acuerdo de subvención del CEI no [239603]

Materials

Reagent/Material
Fetal bovine serum (FBS) Biological Industries 04-007-1A
Hexane AR Gadot 830122313 Dried using a solvent drying system
HT-29 cell line ATCC HTB-38
Isopropanol AR Gadot 830111370
L-glutamine Biological Industries 03-020-1B
MTT Sigma-Aldrich M5655-1G
Penicillin/streptomycin antibiotics Biological Industries 03-031-1B
RPMI-1640 with phenol red with L-glutamine Sigma-Aldrich R8758
RPMI without phenol red Biological Industries 01-103-1A
Tetrahydrofuran (THF) AR Gadot 830156391 dried using a solvent drying system
Ti(OiPr)4 Sigma-Aldrich 205273-500ML moisture sensitive
Trypsin/EDTA Biological Industries 03-052-1B
VO(OiPr)3 Sigma-Aldrich 404926-10G moisture sensitive
Equipment
12-channel pipette 30-300 μl Thermo Scientific
12-channel pipette 5-50 μl Finnpipette
75 cm2 flask NUNC 156472
96-well plate with lid (flat bottom) NUNC 167008
CO2 Incubator Binder APT.line C150
Counter chamber Marienfeld-Superior 650030
Eppendorf vial KARTELL
Glove box M. Braun
Laminar flow hood ADS LAMINAIRE OPTIMALE 12
Microplate reader spectrophotometer Bio-Tek El-800
Microscope Nikon Eclipse TS100
Pipette 20-200 μl Finnpipette
Pipette 5-50 μl Finnpipette

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Ganot, N., Meker, S., Reytman, L., Tzubery, A., Tshuva, E. Y. Anticancer Metal Complexes: Synthesis and Cytotoxicity Evaluation by the MTT Assay. J. Vis. Exp. (81), e50767, doi:10.3791/50767 (2013).

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