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Anticancer potential of ferrocene-modified tridentate naphthoquinone-based organometallics
Robin Pfister
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Christian Kowol
Mitbetreuer*in
Wolfgang Kandioller
DOI
10.25365/thesis.81797
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13995.62361.759072-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Krebs ist eine Gruppe von Krankheiten mit immensen gesellschaftlichen Auswirkungen und ist verantwortlich für Millionen von frühzeitigen Todesfällen. Verschiedene Ansätze existieren, um diesem Leidensdruck entgegenzuwirken, wie beispielsweise die Chemotherapie. Chemotherapeutika sind keineswegs universell einsetzbar und haben häufig unerwünschte Nebenwirkungen, weshalb Forschung an neuen Medikamenten unerlässlich bleibt. Seit der Entdeckung von Cisplatin und seiner tumorinhibierenden Wirkung haben sich metallbasierte Krebstherapeutika zu einem wichtigen Forschungsfeld entwickelt. Komplexe weiterer Übergansmetalle, wie beispielsweise Ruthenium, Iridium und Osmium, rücken zunehmend in den Fokus und haben zahlreiche Komplexverbindungen mit tumorinhibierender Wirkung hervorgebracht. Eine Gruppe naphthochinonbasierter Rutheniumkomplexe zeigte besonders ausgeprägte Zytotoxizität in Tests mit SW480 Zellen. Der Wirkmechanismus bedarf weiterer Aufklärung, doch erste Ergebnisse zeigen, dass in behandelten Zellen keine reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) entstehen. Das Implementieren ROS-generierender Gruppen in naphthochinonbasierte Ruthenium- und Osmiumkomplexe könnte deren Zytotoxizität zusätzlich steigern, weshalb sie einen möglichen Ausgangspunkt für weiter Nachforschungen darstellen. Ferrocen könnte als eine solche Gruppe agieren, da es sich an Reaktionen beteiligt, die ROS erzeugen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ferrocen-modifizierte organometallische Osmiumkomplexe synthetisiert und mittels NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie (MS), Elementaranalyse, Einkristalldiffraktometrie und UV–vis Spektroskopie charakterisiert. Biologische Interaktionen der Osmiumkomplexe, ihrer Rutheniumanaloga und der freien Liganden wurden in vitro untersucht. Die Zytotoxizität, das Vermögen ROS zu induzieren, sowie die Akkumulation in Zellen wurden mittels MTT-Tests, DCFH-DAAssays und induktiv gekoppelter Plasma-MS ermittelt. Mehrere getestete Verbindungen inhibierten das Wachstum von Krebszellen mit IC50-Werten im nanomolaren Bereich, wobei keiner der getesteten Komplexe zu signifikanter ROS-Induktion führte. Ein ferrocen-modifizierter Naphthochinon-Ligand erhöhte jedoch die ROS-Konzentration signifikant, was darauf hindeutet, dass Ferrocen als ROS-induzierende Gruppe verwendbar ist. Weitere Nachforschungen sind notwendig um die Verwendung von Ferrocen als ROS-induzierende in der getesteten Substanzklasse zu beurteilen.
Abstract
(Englisch)
Cancer is a group of diseases with tremendous impact on society, responsible for millions of premature deaths. In order to tackle this burden, various therapeutic approaches have been established, with chemotherapy being one of them. As approved anticancer agents are by no means universally applicable for all patients or types of cancer and are often associated with adverse effects, research on novel tumor-inhibiting agents remains indispensable. Since the discovery of cisplatin and its anti-proliferative properties, metal-based anticancer agents have emerged as a promising group of chemotherapeutics. More recent research extended its focus on complexes of transition metals such as ruthenium, iridium, and osmium, resulting in compounds showing tumor-inhibiting potential in preclinical and clinical studies. A group of naphthoquinone-based ruthenium complexes showed particularly high cytotoxicity when tested on SW480 cells. The mode of action exhibited by these organometallics has yet to be fully illuminated, but first insights suggest that no reactive oxygen species (ROS) are generated in tested cells. Incorporation of ROS-inducing groups may increase the cytotoxicity of naphthoquinone-based ruthenium and osmium organometallics even further, making them a reasonable starting point for additional investigations. Ferrocene moieties could potentially be used as ROS-inducing groups, as ferrocene is known to participate in reactions leading to ROS formation. In this thesis, ferrocene-modified osmium organometallics were synthesized and characterized using NMR-spectroscopy, mass spectrometry (MS), elemental analysis, single crystal X-ray diffraction, and UV–vis spectroscopy. Alongside their ruthenium analogs and free ligands, the synthesized complexes were tested for their biological behavior in vitro. Their cytotoxicity, ROS inducing capabilities, and cellular accumulation were assessed using MTT tests, DCFH-DA assays, and inductively coupled plasma-MS, respectively. Several tested compounds exhibited pronounced cell growth inhibition with IC50 values in the nanomolar range, which correlated with their enhanced cellular accumulation. None of the tested complexes induced significant levels of ROS, but a ferrocene-modified naphthoquinone ligand lead to ROS levels exceeding those of the negative control, indicating that the introduction of a ferrocene moiety can indeed lead to ROS induction. Further investigations are necessary to evaluate the implementation of ferrocene as a ROS-inducing group into the tested class of organometallics.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Krebs Osmium Tridentat organometallisch
Schlagwörter
(Englisch)
Anticancer Osmium Tridentate organometallic
Autor*innen
Robin Pfister
Haupttitel (Englisch)
Anticancer potential of ferrocene-modified tridentate naphthoquinone-based organometallics
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
xiii, 59 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Kowol
Klassifikation
35 Chemie > 35.43 Koordinationsverbindungen. Komplexchemie
AC Nummer
AC17986864
Utheses ID
81464
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |