In vitro apoptotic effect of Zinc(II) complex with N-donor heterocyclic ligand on breast cancer cells

N-donör heterosiklik ligandlı çinko(II) kompleksinin meme kanseri hücreleri üzerinde in vitro apoptotik etkisi

Abstract

Background: The synthesis of new ligand and transitionmetal complexes have drawn great attention in cancertreatment due to excellent DNA cleavage activities andhigh antitumor activity.Objective: The purpose of this study was to synthesizea new Zn(II) complex with 2,2′-bipyridine (bpy) ligand,$left[Zn{left(bpyright)}_2left(H_2Oright)right]2left(CIO_4right)$, and to investigate the potentialtherapeutic activity against breast cancer. Materials and methods: Zn(II) complex was obtainedand structurally characterized using crystallography andother spectroscopic methods. The cytotoxic and apoptoticeffects of Zn(II) complex on MCF7 breast cancer andHUVEC control cells were evaluated by WST-1, Annexin Vand cell cycle analysis.Results: The spectroscopic data demonstrated that Zn(II)complex was successfully synthesized. Furthermore,Zn(II) complex exhibited significant cytotoxic effect onMCF7 breast cancer and HUVEC cells (p < 0.01). MCF7and HUVEC cells proliferation was reduced to 11.0%and 52.6%, respectively at 10 μM for 48 h. Additionally,Zn(II) complex significantly induced apoptotic cell death(84.87%) and caused S phase arrest (36.4%) in MCF7 cellsat 10 μM (p < 0.01).Conclusions: Zn(II) complex has great therapeutic potential for the treatment of breast cancer. However, furtherstudies are warranted to identify the underlying mechanisms of apoptotic cell death and to reduce the toxicity ofZn(II) complex on control cells.

Özet

Amaç: Yeni ligand ve geçiş metali komplekslerinin sentezi, DNA kırılması aktiviteleri ve yüksek antitümör aktivitesi nedeniyle kanser tedavisinde önemli derecede dikkat çekmektedir. Bu çalışmanın amacı 2,2′-bipiridin (bpy) ligandı, $left[Zn{left(bpyright)}_2left(H_2Oright)right]2left(CIO_4right)$ ile yeni bir Zn(II) kompleksi sentezlemek ve meme kanserinde potansiyel terapötik etkisinin araştırılmasıdır. Gereç ve Yöntem: Zn(II) kompleksi elde edildikten sonra yapısal olarak kristalografi ve diğer spektroskopik yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir. Zn(II) kompleksinin MCF7 meme kanseri ve HUVEC kontrol hücreleri üzerindeki sitotoksik ve apoptotik etkileri, WST-1, Annexin V ve hücre döngüsü analizi ile değerlendirilmiştir. Bulgular: Spektroskopik veriler, Zn(II) kompleksinin başarıyla sentezlendiğini göstermektedir. Zn(II) kompleksi, MCF7 meme kanseri ve HUVEC hücreleri üzerinde önemli sitotoksik etki göstermiştir (p < 0.01). 48 saat boyunca 10 μM Zn(II) kompleksi uygulanan MCF7 ve HUVEC hücrelerinde canlılık oranlarının sırasıyla %11.0 ve %52.6’ya azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca, 10 μM Zn(II) kompleksi MCF7 hücrelerinde apoptotik hücre ölümünü (%84.87) önemli ölçüde arttırmıştır ve hücrelerde S fazında tutulmaya (%36.4) neden olmuştur (p < 0.01). Sonuç: Zn(II) kompleksinin, meme kanseri tedavisinde önemli terapötik potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. Ancak, apoptotik hücre ölümüne neden olan mekanizmaları tanımlamak ve Zn(II) kompleksinin kontrol hücreleri üzerindeki toksisitesini azaltmak için ileri çalışmaların yapılması gereklidir.