Iron Metallodrugs: Stability, Redox Activity and Toxicity against Artemia salina

Abstract

Iron metallodrugs comprise mineral supplements, anti-hypertensive agents and, more recently, magnetic nanomaterials, with both therapeutic and diagnostic roles. As biologically-active metal compounds, concern has been raised regarding the impact of these compounds when emitted to the environment and associated ecotoxicological effects for the fauna. In this work we assessed the relative stability of several iron compounds (supplements based on glucoheptonate, dextran or glycinate, as well as 3,5,5-trimethylhexanoyl (TMH) derivatives of ferrocene) against high affinity models of biological binding, calcein and aprotransferrin, via a fluorimetric method. Also, the redox-activity of each compound was determined in a physiologically relevant medium. Toxicity toward Artemia salina at different developmental stages was measured, as well as the amount of lipid peroxidation. Our results show that polymer-coated iron metallodrugs are stable, non-redox-active and non-toxic at the concentrations studied (up to 300 µM). However, TMH derivatives of ferrocene were less stable and more redox-active than the parent compound, and TMH-ferrocene displayed toxicity and lipid peroxidation to A. salina, unlike the other compounds. Our results indicate that iron metallodrugs based on polymer coating do not present direct toxicity at low levels of emission; however other iron species (eg. metallocenes), may be deleterious for aquatic organisms. We suggest that ecotoxicity depends more on metal speciation than on the total amount of metal present in the metallodrugs. Future studies with discarded metallodrugs should consider the chemical speciation of the metal present in the composition of the drug.

Transporte de cádmio em células epiteliais do caranguejo de manguezal (Ucides cordatus) em áreas com diferentes níveis de poluição

“…Studies with mollusks in Cd contaminated regions reveal an increase of MT in the cytosol of gill cells, acting as an important stress marker 14 . Another stress marker of environmental pollution is lipid peroxidation (LPO), also associated with excess of metals [15][16][17][18] . Several studies with vertebrates and invertebrates showed that with rising pollution levels (particularly with respect to cadmium), there is an increase in the antioxidant systems, including LPO 19 .…”

Síntese de conjugados desferrioxamina-peptídeo para quelação de ferro lábil mitocondrial

“…A síntese da sonda Fl-aTf foi usando métodos já descritos 187,190,181 . A desferrioxamina tem maior afinidade pelo ferro do que a transferrina, no entanto a cinética dessa reação é muito lenta, pois na proteína, o ferro encontra-se ligado em um compartimento afastado da superfície da molécula.…”

“…A lisina foi utilizado para se combinar com o excesso das moléculas do 5-DTAF que não reagiram com a proteína. A purificação da Fl-a-tf foi feita por diálise por 12 h a 4°C frente ao citrato (pH da reação 5,5), metodologia comumente aplicada a compostos com altas massas moleculares (neste caso, > 10 kDa) 187,190 …”

Compostos de ferro de interesse farmacológico: avaliação da estabilidade, toxicidade em organismos aquáticos, transporte em células e capacidade de gerar reservatórios de ferro lábil

“…Derivados 183 , podendo ser usado como fárma-co para repor ferro em sistemas localizados, aproveitando as propriedades lipossolúveis que apresentam 154 . Por outro lado, a última década testemunhou interesse de pesquisa renovado em compostos organometálicos anticancerígenos 301,302 .…”

“…Várias rotas têm sido propostas para o transporte de metais através da membrana citoplasmática, sendo elas: (i) transporte iônico mediado por ligação do metal à membrana; uma vez no citosol, o metal se liga a proteínas e então é continuadamente transportado de forma passiva na célula, fazendo com que o metal se torne, consequentemente, indisponível para retornar ao meio externo 41 ; (ii) transporte através de canais de proteínas onde os íons de metal são transportados por gradiente hidrofílico; (iii) difusão passiva do metal na bicamada lipídica dissolvida; e, (iv) endocitose -englobamento de partículas ferro-metálicas as quais são transferidas para vesículas intracelulares. Essas duas últimas rotas são, provavelmente, as de menor importância para a absorção típica de metais da solução pelos crustáceos aquáticos [42][43][44] .…”