Synthesis, characterization, binding interactions with biomolecules and cytotoxic studies of molybdebocene complexes

Abstract

Bis-(cyclopentadienyl) molybdenum dichloride or molybdenocene dihalides, like other metallocenes dihalides, have shown antitumor properties in different human tumors. In contrast to titanocene dichloride, molybdenocene dichloride has a higher water solubility and high stability under physiological pH conditions. The present work was aimed to synthesize and characterize molybdenocene complexes, to study their interactions with biologically important molecules such as calf-thymus DNA or human serum albumin (HSA) and to evaluate their cytotoxic activity. Two complexes were synthesized: Cp2Mo(malonate) and [Cp2Mo(maltolato)]Cl. Both complexes were characterized spectroscopically by NMR, IR and Mass Spectrometry. Also, an electrochemical characterization was pursued using cyclic voltammetry. The interactions between the molybdenocene complexes with calf-thymus DNA and with HSA, in buffer conditions, were studied by cyclic voltammetry. Binding studies by cyclic voltammetry experiments showed a possible interaction of the molybdocene dichloride with albumin and very weak, almost negligible interaction with DNA. The malonate and maltolato complexes did not show any interaction with DNA or HSA. In order to assess, in more details, the interaction of molybdenocene complexes with DNA or HSA we performed titrations using UV-Vis spectrometry, but no conclusive evidence of interaction can be extrapolated from these titrations. The cytotoxic activities of the molybdenocene dichloride and of the synthesized complexes were investigated on the HT-29 colon cancer cell line and on the MCF-7 human breast cancer cell line. Also the cytotoxic activities of the vanadocene dichloride and [Cp2V(maltolato)]Cl complex on HT-29 were studied.

El dihaluro de molibdenoceno, al igual que otros dihaluros de metalocenos han demostrado propiedades antitumorales contra diferentes tumores humanos. Contrario al dicloruro de titanoceno, el dicloruro de molibdenoceno tiene alta solubilidad en agua y alta estabilidad a pH fisiológico. Este trabajo está enfocado en la síntesis y caracterización de complejos derivados de dicloruro de molibdenoceno, estudiar su interacción con moléculas biológicas como el DNA y la albúmina (HSA) y evaluar su actividad citotóxica. Dos complejos fueron sintetizados: Cp2Mo(malonato) y [Cp2Mo(maltolato)]Cl. Ambos, se caracterizaron espectroscópicamente por RMN, IR y espectroscopia de masa. Además, se utilizó voltametría cíclica para caracterizarlo electroquímicamente. Las interacciones entre los complejos de molibdenoceno con ADN (calf-thymus DNA) y albúmina de suero humano (HSA) fueron estudiadas por voltametría cíclica. Esta técnica mostró una posible interacción entre el molibdenoceno y la albúmina, pero una interacción menor y casi descartable con el ADN. Los complejos de malonato y maltolato no mostraron interacción con el ADN o con la albúmina. Para evaluar con más detalle estas interacciones, se utilizo la técnica UV-Vis. Estas titulaciones no mostraron la formación de bandas nuevas o puntos isosbésticos, pero si un aumento en la absorción de la banda a 260 nm lo cual sugiere una posible interacción con el ADN. Sin embargo, no se puede extrapolar ninguna evidencia contundente de interacción a partir de estas titulaciones. Los análisis de citotoxicidad del bicloruro de molibdenoceno y de los complejos sintetizados fueron investigados en las líneas celulares de cáncer de colon HT-29 y cáncer de seno MCF-7. También, se evaluó la actividad citotóxica del dicloruro de vanadoceno y de su derivado [Cp2V(maltolato)]Cl en HT-29.