سنتز، شناسایی کمپلکسهای جدید دارویی از گالیم، قلع و تیتانیم و مطالعات کلینیکی تعدادی از آنها در درمان برخی رده های سلولهای سرطانی

سرطان كه همچنین با نام­های تومور بدخیم یا نئوپلاسم بدخیم نیز یاد می­شود، گروهی از بیماری­ها را گویند كه شامل رشد غیرطبیعی سلول­ها با قابلیت هجوم و پخش­شدن به سایر قسمت­های بدن می­باشند. راه­­های بسیاری به منظور درمان سرطان وجود دارد، كه از جمله می­توان به جراحی، شیمی­درمانی، پرتو­درمانی، هورمون­درمانی، درمان هدفمند و مراقبت تسکینی اشاره نمود. اینكه کدام درمان استفاده می­شود بستگی به نوع، محل و درجه سرطان و همچنین به میزان سلامتی و خواسته­های فرد، بستگی دارد. داروهای ضدسرطان پایه ­فلزی جزء ترکیباتی هستند که می­توانند کاندیدهای مناسبی برای شیمی درمانی باشند. مطالعات قبلی نشان می­دهند که این تركیبات عوامل قدرتمندی در القاء آپوپتوز در برابر رده­های سلولی مختلف می­باشند.

در این مطالعه، اثرات كمپلكس­هایی از گالیم، قلع و تیتانیم که خود این فلزات به تنهایی خاصیت بیولوژیکی دارند و همچنین لیگاندهای انتخاب شده در این پایان نامه یعنی مالتول و دفریپرون نیز که ترکیباتی طبیعی و خوراکی هستند و خود به تنهایی خاصیت ضد سرطانی دارند،  روی تكثیر رده­های سلولیHeLa  (کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7 (سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسان)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a (نوروبلاستوما موشی) با آزمون MTT در مقایسه با سیس­ پلاتین به­عنوان استاندارد، مورد بررسی قرارگرفت. همچنین به­منظور اینكه مطالعه­ كنیم به­ چه شكلی كمپلكس مورد نظر، مرگ سلولی (نكروز یا آپوپتوز) ایجاد می­كند، مطالعات فلوسایتومتری بر روی این تركیبات صورت گرفت.

 واژه‌های کلیدی:  گالیم، قلع، تیتانیم، آپوپتوز، آزمون MTT، ضد­سرطان

فهرست مطالب

فصل 1: داروهای ضدسرطان پایه فلزی گالیم، قلع و تیتانیم

1-1 سرطان. 1

1-1-1 خصوصیات سلول طبیعی.. 1

1-1-2 خصوصیات سلول غیرطبیعی.. 2

1-1-3 پاتوفیزیولوژی سرطان. 3

1-1-4 تئوری پیدایش سرطان. 3

1-1-5 درجه‌بندی و مرحله‌بندی تومورها4

1-2 درمان سرطان. 6

1-3 اپیدمیولوژی سرطان. 7

1-4 الگوهای رشد و تکثیر غیرطبیعی.. 8

1-4-1 الگوهای رشد غیرسرطانی.. 8

1-4-2 الگوهای رشد سرطانی.. 9

1-5 راه­های گسترش نئوپلاسم. 9

1-5-1 تهاجم. 9

1-5-2 متاستاز. 10

1-6 کارسینوژن. 11

1-6-1 اکسیداسیون. 12

1-6-2 آنتی اکسیدان‌ها13

1-7 شیمی درمانی.. 13

1-7-1 انواع شیمی درمانی.. 15

1-7-2 اصول شیمی درمانی.. 15

1-7-3 اهداف شیمی درمانی.. 16

1-7-4 اهداف اصلی شیمی درمانی.. 17

1-7-5 نحوه‌ی اجرای شیمی درمانی.. 17

1-7-6 عوارض ناشی از شیمی درمانی.. 17

1-8 کمپلکس‌‌های پایه فلزی.. 18

1-8-1 تیتانیم. 18

1-8-2 گالیم. 23

1-8-3 قلع. 27

فصل 2: بخش آزمایشگاهی‌

2-1 دستگاه‌های مورد استفاده32

2-2 مواد مورد استفاده32

2-3 سنتز ترکیبات مورد مطالعه. 33

2-3-1 سنتزکمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران–4- اوناتو) گالیم (III)] (1):33

2-3-2 سنتزکمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-1و2–دی­متیل-4-پیریدینوناتو) گالیم (III)] (2):34

2-3-3 سنتزکمپلکس [بیس (3-هیدروکسی-2-متیل-4­­-هیدروژن-پیران–4 – اوناتو) قلع (II)] (3):34

2-3-4 سنتزکمپلکس [بیس(3-هیدروکسی-1و2–دی­متیل-پیریدین-4- اون) قلع (II)](4):34

2-3-5 سنتز کمپلکس [تتراکیس (دی آکسو-بیس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران‌4- اوناتو)) تیتانیم(IV)] (5) :35

2-4 رده‌های سلولی و محیط کشت سلول. 35

2-4-1 محیط کشت.. 36

2-4-2 نگهداری و کشت سلول‌ها36

2-4-2-1 پاساژ دادن سلول‌ها36

2-4-2-2 فریز کردن سلول‌ها37

2-4-2-3 دفریز کردن سلول‌ها37

2-4-2-4 انتخاب و جایگذاری سلول‌های سرطانی مختلف در پلیت.. 38

2-5 بررسی اثرات سمیت سلولی به روش MTT. 39

2-5-1 اندازه‌گیری IC5040

2-6 ارزیابی آپوپتوز برای کمپلکس بوسیله‌ی فلوسایتومتری.. 41

فصل3: نتایج و بحث

3-1 مقدمه. 44

3-2 شناسایی کمپلکس (1)45

3-2-1 داده‌های تجزیه‌ی عنصری کمپلکس (1)46

3-2-2 بررسی طیف زیر قرمز کمپلکس (1)46

3-2-3 بررسی ساختار کریستالی کمپلکس (1) با پراش پرتوی X. 46

3-2-4 بررسی اثرات بیولوژیكی كمپلكس (1)47

3-2-5 تعیین دوز مهاری (IC50) كمپلكس (1) بر روی رده‌های سلول سرطانی به روش MTT. 47

3-2-6 نتایج حاصل از بررسی آپوپتوز برای کمپلکس (1) بوسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری.. 48

3-3 شناسایی کمپلکس (2)50

3-3-1 داده‌های تجزیه‌ی عنصری کمپلکس (2)50

3-3-2 بررسی طیف زیر قرمز کمپلکس (2)50

3-3-3 بررسی ساختار کریستالی کمپلکس (2) با پراش پرتوی X. 51

3-3-4 بررسی اثرات بیولوژیكی كمپلكس (2)51

3-3-5 تعیین دوز مهاری (IC50) كمپلكس (2) بر روی رده‌های سلول سرطانی به روش MTT. 52

3-3-6 نتایج حاصل از بررسی آپوپتوز برای کمپلکس (2) بوسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری.. 53

3-4 شناسایی کمپلکس (3)54

3-4-1 داده‌های تجزیه‌ی عنصری کمپلکس (3)54

3-4-2 بررسی طیف زیر قرمز کمپلکس (3)55

3-4-3 بررسی ساختار کریستالی کمپلکس (3) با پراش پرتوی X. 55

3-4-4 بررسی اثرات بیولوژیكی كمپلكس (3)56

3-4-5 تعیین دوز مهاری (IC50) كمپلكس (3) بر روی رده‌های سلول سرطانی به روش MTT. 56

3-4-6 نتایج حاصل از بررسی آپوپتوز برای کمپلکس (3) بوسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری.. 57

3-5 شناسایی کمپلکس (4)59

3-5-1 داده‌های تجزیه‌ی عنصری کمپلکس (4)59

3-5-2 بررسی طیف زیر قرمز کمپلکس (4)59

3-5-3 بررسی اثرات بیولوژیكی كمپلكس (4)60

3-5-4 تعیین دوز مهاری (IC50)كمپلكس (4) بر روی رده‌های سلول سرطانی به روش MTT. 61

3-5-5 نتایج حاصل از بررسی آپوپتوز برای کمپلکس (4) بوسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری.. 62

3-6 شناسایی کمپلکس (5)63

3-6-1 داده­های تجزیه عنصری کمپلکس (5)64

3-6-2 بررسی طیف زیر قرمز کمپلکس (5)64

3-6-3 بررسی ساختار کریستالی کمپلکس (5) با پراش پرتوی X. 64

3-6-4 بررسی اثرات بیولوژیكی كمپلكس (5)65

3-6-5 تعیین دوز مهاری (IC50) كمپلكس (5) بر روی رده‌های سلول سرطانی به روش MTT. 65

فصل4: بحث و نتیجه‌گیری

4-1نتیجه‌گیری. 68

مراجع71

پیوست‌ها

پیوست 1. 76

پیوست 2. 78

پیوست 3. 80

پیوست 4. 82

پیوست 5. 84

فهرست اشكال

شکل 1-1: سیکل سلولی.. 2

شکل 1-2: کمپلکس­های تیتانیم. 20

شکل 1-3: تیتانیم سالان. 21

شکل1-4: تیتانوسنy. 22

شکل1-5: کمپلکس گالیم کینولین. 25

شکل1-6: کمپلکس گالیم مالتول. 27

شکل 1-7: تیوسمی کاربازون. 30

شکل 1-8: مشتقات سیکلو پنتا دی‌انیل. 30

شکل2-1: واکنش تبدیل MTTبه فورمازان. 40

شكل 3-1: ساختار کمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران–4-اوناتو) گالیم (III)] (1)45

شکل 3-2: دیاگرام ORTEPکمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران–4-اوناتو) گالیم (III)] (1)47

شکل 3-3: دیاگرام فلوسایتومتری برای كمپلكس (1)، سیس پلاتین و گروه كنترل.49

شکل 3-4: ساختار کمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-1و2–دی­متیل-4-پیریدینوناتو) گالیم (III)] (2)50

شکل 3-5: دیاگرام ORTEPکمپلکس [تریس (3-هیدروکسی-1و2–دی­متیل-4-پیریدینوناتو) گالیم (III)] (2)51

شکل 3-6: دیاگرام فلوسایتومتری برای كمپلكس (2)، سیس پلاتین و گروه كنترل.54

شكل 3-7: ساختار کمپلکس [بیس (3-هیدروکسی-2-متیل-4-هیدروژن-پیران–4–اوناتو) قلع(II)] (3)55

شکل 3-8: دیاگرام ORTEPکمپلکس [بیس (3-هیدروکسی-2-متیل-4-هیدروژن-پیران–4–اوناتو) قلع (II)] (3)56

شکل 3-9: دیاگرام فلوسایتومتری برای كمپلكس (3)، سیس پلاتین و گروه كنترل.58

شكل 3-10: ساختار کمپلکس [بیس (3-هیدروکسی-1و2–دی­متیل-پیریدین-4-اون) قلع (II)](4)59

شکل 3-11: دیاگرام فلوسایتومتری برای كمپلكس (4)، سیس پلاتین و گروه كنترل.63

شكل 3-12: ساختار کمپلکس [تتراکیس (دی­آکسو-بیس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران–4-اوناتو)) تیتانیم(IV)] (5)63

شکل 3-13: دیاگرام ORTEPکمپلکس [تتراکیس (دی­آکسو-بیس (3-هیدروکسی-2-متیل–4-هیدروژن-پیران–4-اوناتو)) تیتانیم (IV)] (5)65

شکل 1: داده‌های تجزیه عنصری کمپلکس (1)76

شکل 2: طیف IRکمپلکس (1)77

شکل 1: داده‌های تجزیه عنصری کمپلکس (2)78

شکل 2: طیفFT-IRکمپلکس (2)79

شکل 1: داده­های تجزیه عنصری کمپلکس (3) 85

شکل 2: طیف IRکمپلکس (3)81

شکل 1: داده‌های تجزیه عنصری کمپلکس (4)82

شکل 2: طیفFT-IRکمپلکس (4)83

شکل1: داده‌های تجزیه عنصری کمپلکس (5)89

شکل2: طیفFT-IRکمپلکس (5)85

فهرست جداول:

جدول 1- 1: تقسیم‌بندی ضایعات بدخیمی بر اساس درجه­بندی و مرحله­بندی.. 5

جدول 1-2: سیستم طبقه­بندی TNM.. 6

جدول 1-3: مقایسه IC50ترکیب­های 1 و 2 و 3. 29

جدول 3-1: فعالیت ضدسرطانی کمپلکس مورد مطالعه در مقابل رده‌های سلولی HeLa(کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7(سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a(نوروبلاستوما موشی) پس از 48 ساعت تیمار پیوسته. 48

جدول 3-2: درصد مرگ سلولی مشاهده شده به‌وسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری بر روی رده‌ی سلولی HT-29(سرطان روده بزرگ انسانی)، پس از 24 ساعت تیمار پیوسته. 49

جدول 3-3: فعالیت ضدسرطانی کمپلکس مورد مطالعه در مقابل رده‌های سلولیHeLa(کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7(سرطان سینه انسانی)، HT-29(سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a (نوروبلاستوما موشی) پس از 48 ساعت تیمار پیوسته. 53

جدول 3-4: درصد مرگ سلولی مشاهده ‌شده به‌وسیله­ی آزمون فلوسایتومتری بر روی رده‌ی سلولی HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، پس از 24 ساعت تیمار پیوسته. 54

جدول 3-5: فعالیت ضدسرطانی کمپلکس مورد مطالعه در مقابل رده‌های سلولی HeLa(کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7(سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a (نوروبلاستوما موشی) پس از 48 ساعت تیمار پیوسته. 57

جدول 3-6: درصد مرگ سلولی مشاهده شده به‌وسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری بر روی رده‌ی سلولی K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) پس از 24 ساعت تیمار پیوسته. 58

جدول 3-7: فعالیت ضدسرطانی کمپلکس مورد مطالعه در مقابل رده‌های سلولی HeLa(کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7 (سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a(نوروبلاستوما موشی) پس از 48 ساعت تیمار پیوسته. 61

جدول 3-8: درصد مرگ سلولی مشاهده ‌شده به وسیله‌ی آزمون فلوسایتومتری بر روی رده­ی سلولی K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) پس از 24 ساعت تیمار پیوسته. 62

جدول 3-9: فعالیت ضدسرطانی کمپلکس مورد مطالعه در مقابل رده‌های سلولی HeLa(کارسینومای تخمدان انسانی)، MCF-7 (سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول‌های میلوییدی خون انسان) و Neuro-2a (نوروبلاستوما موشی) پس از 48 ساعت تیمار پیوسته. 66