ВІРИЧ, ПавлоПавлоВІРИЧ0000-0001-6832-8625СМОКАЛ, ВіталійВіталійСМОКАЛХАРЧЕНКО, ОксанаОксанаХАРЧЕНКО0000-0002-1468-4111КУЦЕВОЛ, НаталіяНаталіяКУЦЕВОЛВІРИЧ, ПетроПетроВІРИЧ2026-05-042026-05-042023ВІРИЧ, П., СМОКАЛ, В., ХАРЧЕНКО, О., КУЦЕВОЛ, Н., ВІРИЧ, П. (2023). CHELATION OF DIVALENT CATIONS AND ANTI-CANCER ACTIVITYOF 8-HYDROXYSTYRYLQUINOLINE DERIVATIVES IN VITRO. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Біологія, 94(3). https://doi.org/10.17721/1728.2748.2023.94.15-2210.17721/1728.2748.2023.94.15-22https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/19080Background. The search for new methods of cancer treatment and diagnosis are important. The disadvantages of chemotherapy drugs are the rapid acquisition of resistance and high toxicity. 8-hydroxyquinoline derivatives have a wide spectrum of biological activity and have the necessary properties for fluorescent cancer diagnosis. The aim of the study was to determine the chelation of calcium, magnesium and zinc cations by hydrophobic derivatives of 8-hydroxystyrylquinolines (8HQ) 2-(4-chlorostyryl)quinolin-8-ol (STQ-Cl) and 2-(4-nitrostyryl)quinolin-8-ol (STQ-NO2) in physiological solution, the stability of the complexes and the cytotoxicity of the compounds to prostate and breast cancer cell lines in vitro. Methods. 8HQ derivatives STQ-Cl and STQ-NO2 were used. Solutions of Ca2+, Mg2+, Zn2+ cations were prepared by the method of two-fold dilutions in 0.5-0.0078125 mM concentration range based on 0.9 % NaCl. Both individual solutions of each cation and a mixture in an equivalent molar ratio were used. The concentration of 8HQ derivatives were 0.05 mM. Optical absorption was registered in 200-700 nm wavelength range. Cytotoxicity was investigated on breast (MDA-MB-231) and prostate (DU-145) cancer cell lines. STQ-Cl and STQ-NO2 derivatives in DMSO were added to the incubation solution by four-fold dilutions (0.125–0.00003 mM). For luminescence studies, MDA-MB-231 and DU-145 cells were grown on coverslips. The final concentration of 8HQ derivatives were 5 mM. Cells were kept for 5, 10, 20 and 30 min. Luminescence was recorded under the same conditions for all samples, with an exposure time of 10 ms. Results. Mg2+ and Ca2+ (0.03125 mM) were contributed to reduce the intensity of optical absorption maxima of STQ-Cl by 1.6 and 1.3 times, respectively. The effect was most pronounced at 0.015625 mM Zn2+. Weak differences in the optical absorption of solutions were detected when STQ-NO2 was incubated with different concentrations of Mg2+ and Ca2+. The optical absorption intensity of the STQ-NO2 aqueous solution was increased at 0.015625 and 0.03125 mM Zn2+. The maximum cytotoxicity against MDA-MB-231 cells for STQ-Cl was about 80 %, and STQ-NO2 was 60 % at 0.04 mM Zn2+. DU-145 cells were more sensitive to STQ-NO2 (EC50 = 0.011 mM), but weakly sensitive to STQ-Cl (50 % at 0.125 mM). The maximum luminescence intensity was after 20 min of incubation with STQ-Cl and STQ-NO2 (5 mM) for both cells lines and was not change over time. Conclusions. The decrease of optical absorption maxima of STQ-Cl aqueous solutions in the presence of magnesium, calcium, and zinc cations was a consequence of aggregation processes. This phenomenon was probably the reason for the different cytotoxicity of STQ-Cl and STQ-NO2, as well as the presence of other mechanisms of action to cancer cells. Results was a consequence of different affinity of 8-hydroxyquinoline derivatives to magnesium, calcium and zinc cations, solubility in water, stability, aggregation of metal complexes and free compounds.Вступ. У зв'язку зі швидким набуттям резистентності до традиційних хіміопрепаратів та їхньою токсичністю пошук нових методів лікування та діагностики раку залишається актуальним. Похідні 8-гідроксихінолінів мають ши- рокий спектр біологічної активності та необхідні властивості для флуоресцентної діагностики раку. Mетою дослідження було визначити хелатування катіонів кальцію, магнію та цинку похідними 8-гідроксистирилхіноліну (8HQ), 2-[2-(4-хлорофеніл)етеніл]хінолін-8-олом (STQ-Cl) та 2-[2-(4-нітрофеніл)етеніл]хінолін-8-олом (STQ-NO2) у фізіологічному розчині; дослідити стабільність утворених комплексів і токсичність сполук щодо ліній клітин раку передміхурової та молочної залоз in vitro. Об'єкт дослідження – похідні 8-гідроксистирилхінолінів, 2-[2-(4-хлорофеніл)етеніл]хінолін-8-ол та 2-[2-(4-нітрофеніл)етеніл]хінолін-8-ол. Методи. Використано похідні 8HQ STQ-Cl та STQ-NO2. Готували розчини катіонів Ca2+, Mg2+, Zn2+ методом двократних розведень у діапазоні концентрацій 0,5–0,0078125 мМ на основі 0,9 % NaCl. Використано як окремі розчини кожного катіона, так і суміш у еквівалентному молярному співвідношенні. Концентрації похідних 8HQ – 0,05 мМ. Реєстрували оптичне поглинання у діапазоні довжин хвиль 200–700 нм. Цитотоксичність досліджували на лініях клітин раку молочної (MDA-MB-231) та передміхурової залоз (DU-145). До інкубаційного розчину додавали похідні STQ-Cl та STQ-NO2 у ДМСО методом чотирикратних розведень (0,125–0,00003 мМ). Для люмінесцентних досліджень клітини MDA-MB-231 та DU-145 вирощували на покривних скельцях. Кінцева концентрація похідних 8HQ – 5 мМ. Клітини витримували протягом 5, 10, 20 та 30 хв. Реєстрували люмінесценцію за однакових умов для всіх зразків, час експозиції 10 мс. Результати. Mg2+ та Ca2+ (0,03125 мМ) сприяє зниженню інтенсивності максимумів оптичного поглинання STQCl у 1,6 та 1,3 раза, відповідно. Ефект найбільш виражений за концентрації Zn2+ 0,015625 мМ. Слабкі відмінності оптич- ного поглинання розчинів спостерігаються під час інкубування STQ-NO2 з різними концентраціями катіонів кальцію та магнію. Інтенсивність поглинання водного розчину STQ-NO2 збільшувалася за концентрації Zn2+ 0,015625 та 0,03125 мМ. Максимальна цитотоксичність щодо клітин MDA-MB-231 для STQ-Cl – близько 80 %, а STQ-NO2 – 60 % за концентрації 0,04 мМ. Клітини DU-145 виявилися більш чутливими до STQ-NO2 (EC50 = 0,011 мМ), але слабко чутливими до STQ-Cl (50 % за 0,125 мМ). Максимальна інтенсивність люмінесценції досягається через 20 хв інкубування клітин обох ліній з STQ-Cl та STQ-NO2 (5 мМ) і не змінюється із часом. Висновки. Зниження максимумів оптичного поглинання водних розчинів STQ-Cl за наявності катіонів магнію, кальцію, цинку є наслідком агрегаційних процесів. Це явище ймовірно є причиною різної цитотоксичності сполук STQ-Cl та STQ-NO2, а також дії інших механізмів на ракові клітини. Отримані результати є наслідком різної спорідненості похідних 8-гідроксихінолінів до катіонів магнію, кальцію та цинку, розчинності у воді, стабільності, схильності до агрегації утворених комплексів та вільних речовин.uk8-гідроксистирилхіноліницинкмагнійкальційцитотоксичністьракові клітиниБіологіяУкраїнськаУкраїнськаСтаття