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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese e caracterizações do complexo Cu(teofilina)(H2O)2Cl2] para aplicação antitumoral
Título(s) alternativo(s): Synthesis and characterizations of the Cu(theophylline)(H2O)2Cl2] complex for antitumor application.
Autor: DOMINGOS, Francisco Nathanael Batista 
Primeiro orientador: SANTOS, Adenilson Oliveira dos
Primeiro coorientador: OLIVEIRA NETO, João Gomes de
Primeiro membro da banca: SANTOS, Adenilson Oliveira dos
Segundo membro da banca: MOREIRA, Sanclayton Geraldo Carneiro
Terceiro membro da banca: LAGE, Mateus Ribeiro
Resumo: O câncer é uma doença que pode afetar qualquer parte do corpo e se espalhar rapidamente. Em 2022, cerca de 10 milhões de pessoas foram vitimadas por essa doença e as terapias existentes para o seu tratamento apresentam limitações. Nesse sentido, os compostos de coordenação estão atraindo cada vez mais atenção devido às suas interações específicas com o DNA e ao seu potencial para induzir danos ao DNA em células tumorais. Apesar da publicação da descrição estrutural do complexo [Cu(teofilina)(H2O)2Cl2], estudos adicionais sobre suas propriedades físico-químicas e biológicas ainda são necessários. Dessa forma, este trabalho trata da síntese e caracterização de propriedade estrutural, óptica, térmica, vibracional e viabilidade celular do complexo. O método de síntese empregado no crescimento dos cristais foi a evaporação lenta do solvente, que viabilizou a obtenção dos cristais em 8 dias. Em seguida, o material foi caracterizado através de difração de raios X (DRX), refinamento Rietveld, análise termogravimétrica (TG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção óptica no UV-Vis, espectroscopia Raman e no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Além disso, foram realizados cálculos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para atribuição segura das bandas observadas nos espectros experimentais e obtenção de informações eletrônicas do complexo. Adicionalmente, foi realizado teste viabilidade celular em linhagens tumorais e sadia afim de corroborar com os testes in vitro foram conduzidos ensaios de docking molecular. O DRX e refinamento Rietveld revelou que a amostra cristalizou-se no sistema triclínico, grupo espacial P1 ̅ (Ci 1) com duas fórmulas por célula unitária (Z= 2), e os seguintes parâmetros de rede, a = 9,926(5) Å, b = 9,991(5) Å, c = 7,478(4) Å, α = 123,1(4)º, β = 94,4(4)º e γ = 83,8(5)º. As análises térmicas mostraram a estabilidade térmica do material até 358 K. Através da espectroscopia de absorção óptica no UV-Vis foi avaliada a transição do tipo d-d em decorrência a presença de Cu (II). Por meio da DFT, foram obtidas a geometria otimizada do complexo, o mapa de potencial eletrostático, distribuição espacial e energia dos orbitais HOMO e LUMO, descritores de reatividade química e parâmetros termodinâmicos. Na espectroscopia Raman e no FTIR foram observadas as bandas relacionadas aos modos vibracionais dos grupos presentes no complexo, atribuídas com o auxílio dos cálculos DFT. Com os testes de viabilidade celular foi possível verificar a atividade dose dependente contra as linhagens tumorais, calcular os valores de IC50 e os índices de seletividade para cada linhagem celular. O docking molecular mostrou regiões de interação do complexo com o DNA e o BSA, assim como foram obtidos valores energéticos em decorrência dessas interações. Os dados obtidos sugerem que o complexo em estudo tem bom potencial para aplicação como antitumoral.
Abstract: Cancer is a disease that can affect any part of the body and spread rapidly. In 2022, around 10 million people were victims of this disease, and existing therapies for its treatment have their limits. In this context, coordination compounds are gaining increasing attention due to their specific interactions with DNA and their potential to cause DNA damage in tumor cells. Despite the publication of the structural description of the [Cu(theophylline)(H2O)2Cl2] complex, further studies on its physicochemical and biological properties are required. Therefore, this work deals with the synthesis and characterization of the structural, optical, thermal and vibrational properties as well as the cellular viability of the complex. The synthesis method used to grow the crystals was a slow evaporation of the solvent, which made it possible to obtain the crystals in 8 days. Subsequently, the material was characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, thermogravimetric analysis (TG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC), UV-Vis optical absorption spectroscopy, Raman and Fourier transform infrared (FTIR). In addition, calculations based on density functional theory (DFT) were performed to reliably assign the bands observed in the experimental spectra and to obtain electronic information about the complex. In addition, cell viability assays were performed on tumor and healthy lines to confirm the in vitro assays and molecular docking assays were performed. XRD and Rietveld refinement showed that the sample crystallized in the triclinic system, space group P1 ̅ (Ci 1) with two formulas per unit cell (Z= 2) and the following lattice parameters, a = 9.926(5) Å, b = 9.991(5) Å, c = 7.478(4) Å, α = 123.1(4)º, β = 94.4(4)º and γ = 83.8(5)º. Thermal analysis showed the thermal stability of the material up to 358 K. Optical UV-Vis absorption spectroscopy was used to evaluate the d-d transition due to the presence of Cu(II). DFT was used to determine the optimized geometry of the complex, the map of the electrostatic potential, the spatial distribution and energy of the HOMO and LUMO orbitals, chemical reactivity descriptors and thermodynamic parameters. Bands related to the vibrational modes of the groups present in the complex were observed by Raman spectroscopy and FTIR and assigned using DFT calculations. Cell viability assays were used to verify the dose-dependent activity against tumor lines and to calculate IC50 values and selectivity indices for each cell line. Molecular docking showed the regions of interaction of the complex with DNA and BSA as well as the energy values resulting from these interactions. The data obtained indicate that the complex studied has good potential for use as an antitumor agent.
Palavras-chave: teofilina;
cobre;
complexo;
viabilidade celular;
câncer;
theophylline;
copper;
complex;
cell viability;
cancer.
Área(s) do CNPq: Física
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: DOMINGOS, Francisco Nathanael Batista. Síntese e caracterizações do complexo Cu(teofilina)(H2O)2Cl2] para aplicação antitumoral. 2024. 93 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6675
Data de defesa: 23-Ago-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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