Estudo Computacional de mecanismos de processos de redução de Platina (IV) A Platina (II).

Abstract

Fármacos à base de platina são muito efetivos no tratamento de câncer. Cerca de 50% de todos os tratamentos quimioterápicos do câncer utilizam algum composto de platina. Os estudos de complexos metálicos para o uso na quimioterapia do câncer tiveram um grande crescimento depois da descoberta acidental da cis-diaminodicloroplatina (II), mais conhecida como cisplatina. O mecanismo de ação da cisplatina baseia-se na sua ligação covalente com o DNA, o que interfere nos processos de transcrição e replicação celular, levando à morte celular ou apoptose. No entanto, por ser um agente citotóxico causa diversos efeitos colaterais e a dose que pode ser administrada aos pacientes é limitada. Nesse sentido, uma nova linha de fármacos a base de platina (IV) como potenciais pró-drogas, vem sendo estudada para minimizar os efeitos tóxicos dos complexos de platina (II). A primeira etapa do mecanismo de ação desses complexos seria a redução à Pt(II). Pelo mecanismo de redução não ser completamente entendido, metodologias de química teórica podem auxiliar na elucidação das espécies envolvidas. Os mecanismos de redução desses complexos envolvem a saída de ligantes da esfera de coordenação e com isso, eles apresentam comportamento irreversível, dificultando a determinação experimental dos potenciais de redução. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho é utilizar métodos computacionais, por meio de cálculos de estrutura eletrônica e propriedades termodinâmicas, elucidar os mecanismos envolvidos na redução de compostos de platina (IV). Para esse estudo foram escolhidos 14 complexos octaédricos para análise, sendo que quatro desses já passaram por testes clínicos e os outros são variantes da cisplatina, com a adição ou remoção de ligantes cloro ou amino da esfera de coordenação (complexos modelo). Dos complexos analisados, quatro apresentaram simetria do LUMO tipo dz², indicando assim que sairiam ligantes axiais, como é previsto pelos mecanismos clássicos de redução de complexos octaédricos, d⁶; sete complexos apresentaram simetria do LUMO do tipo dx²-y² indicando uma nova possibilidade de redução, com a saída de ligantes presentes no plano equatorial, o que consiste em uma justificativa eletrônica para alguns experimentos relatados na literatura. Os outros três apresentaram pouca diferença energética, ou são degenerados, entre os orbitais moleculares desocupados analisados (LUMO e LUMO +1) indicando que o mecanismo de redução pode acontecer tanto com saída dos ligantes axiais quanto equatoriais. A análise estrutural e eletrônica mostrou que os níveis de cálculo utilizados, HF, DFT e MP2 apresentam resultados semelhantes, exceto pela energia negativa encontrada para os LUMOs sistematicamente por meio da metodologia DFT. Resultados com o meio solvente também forneceram resultados semelhantes tanto na simetria dos orbitais quanto na ordem de estabilidade relativa. Com a análise da energia dos primeiros orbitais moleculares desocupados e suas simetrias, foram pensados os possíveis produtos de redução, com saída dos ligantes axiais e também dos equatoriais. Por fim, os parâmetros termodinâmicos da reação de redução com diferentes saídas de ligantes da esfera de coordenação e o potencial de redução foram descritos e interpretados. Os dados termodinâmicos isoladamente, entretanto, não são suficientes para deliberação dos produtos formados, o que indica, neste caso, que a metodologia computacional pode ser melhorada adicionando, por exemplo, solvatação explícita.