DOI: https://doi.org/10.3389/fchbi.2026.1734289
تاريخ النشر: 2026-01-22
المؤلف: Leonor Côrte‐Real وآخرون
الموضوع الرئيسي: تركيب وخصائص المعقدات المعدنية
نظرة عامة
تتناول هذه المراجعة الصغيرة الإمكانيات الواعدة لمركبات المعادن المشتقة من 8-هيدروكسي كوينولين (8HQ) المستبدلة بإيمين في الموضع 2 كعوامل جديدة لمكافحة السرطان. تؤكد الدراسة على تخليق وتوصيف وتقييم بيولوجي لمجموعة متنوعة من مركبات المعادن (Zn، Cu، V، Ni، Fe، وRu) وفعاليتها ضد الميلانوما الخبيثة وسرطان القولون والرئة وسرطان الثدي الثلاثي السلبي. تشير النتائج إلى أن هذه المركبات تظهر استقرارًا معززًا وسمية انتقائية، حيث أظهرت مشتقات Cu(II) وZn(II) وV(IV)O وNi(II) وRu(II) نشاطًا مضادًا للسرطان بشكل ملحوظ، خاصة ضد الميلانوما (A375) وسرطان القولون (HCT-116) خطوط الخلايا. تكشف الدراسات الآلية أن هذه المركبات تحفز توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتسبب تلف الحمض النووي والموت الخلوي ووقف دورة الخلية، حيث كانت مركبات Cu(II) فعالة بشكل خاص في تعزيز الموت الخلوي المعتمد على ROS.
لمعالجة التحديات المتعلقة بالذوبانية المائية المنخفضة والتوافر البيولوجي المرتبط بالعلاجات المعتمدة على المعادن، طور الباحثون تركيبات نانو ليبوسوم لمركبات Zn(II) وCu(II) المختارة. لم تعزز هذه التركيبات الفعالية العلاجية ضد الميلانوما وسرطان القولون فحسب، بل قللت أيضًا من السمية الجهازية. أكدت الدراسات الحية تقليل نمو الورم مع ملفات تعريف أمان مقبولة. تختتم المراجعة بأن مركبات المعادن 2-إيمين-8HQ تمثل بدائل قابلة للتطبيق للعلاج الكيميائي التقليدي، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من التقييمات قبل السريرية وتحسين أنظمة توصيل الأدوية لتحقيق إمكاناتها العلاجية وانتقائيتها بالكامل.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على القضية الحرجة للسرطان كسبب رئيسي للوفيات العالمية، مع أكثر من 19 مليون حالة جديدة وحوالي 10 ملايين وفاة سنويًا (GLOBOCAN 2022). على الرغم من التقدم في علاجات السرطان، وخاصة العلاج الكيميائي، لا تزال التحديات مثل مقاومة الأدوية والسمية الجهازية ونقص انتقائية الورم قائمة. وقد أثار هذا اهتمامًا بالمركبات المعتمدة على المعادن كبدائل محتملة للأدوية العضوية التقليدية والأدوية المعتمدة على البلاتين. من بين هذه المركبات، حصل 8-هيدروكسي كوينولين (8HQ) على اهتمام بسبب أنشطته البيولوجية المتنوعة، بما في ذلك خصائصه المضادة للسرطان الملحوظة. تتيح قدرته القوية على تشكيل معقدات مع المعادن له تشكيل معقدات مستقرة مع أيونات المعادن المختلفة، مما يسهل نقل المعادن داخل الخلايا ويؤثر على العمليات البيولوجية الحيوية الحرجة مثل توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتفاعل الحمض النووي.
تناقش الورقة تطوير مركبات المعادن المشتقة من 8HQ-إيمين الجديدة، مع التركيز بشكل خاص على المشتقات المعدلة في الموضع 2، والتي أظهرت ملفات تعريف دوائية وديناميكية دوائية محسنة. تشمل الأمثلة البارزة معقد النحاس 8-هيدروكسي كوينولين-2-كربوكسيالدهيد ثيوسيماكاربازيد، الذي أظهر نشاطًا مضادًا للسرطان قويًا ضد خلايا السرطان المقاومة للسيكلوفسفاميد، ومعقدات Zn(II)-8HQ التي تثبط نمو الورم بشكل انتقائي بينما تحافظ على الخلايا الطبيعية. توضح إدخال مركبات الفاناديوم والنيكل المزيد من مرونة 8HQ كدعامة ربط. ومع ذلك، لا تزال التحديات مثل الذوبانية والانتقائية لخلايا السرطان قائمة، مما يتطلب استراتيجيات مبتكرة لتوصيل الأدوية والتعديل. تهدف الأبحاث إلى توصيف هذه المركبات الجديدة وتقييم خصائصها المضادة للتكاثر، مع نتائج واعدة في تقليل نمو الورم في الجسم الحي، مما يشير إلى مسار محتمل لتطوير علاجات فعالة للسرطان.
مناقشة
تقيّم قسم المناقشة في ورقة البحث النشاط المضاد للسرطان لمركبات 2-إيمين-8-هيدروكسي كوينولين (8HQ) المعتمدة على المعادن عبر خطوط خلايا السرطان المختلفة، بما في ذلك الميلانوما (A375) وسرطان الغدد الرئوية (A549) وسرطان القولون (HCT-116). أظهرت الدراسات في المختبر أن مركبات المعادن، وخاصة تلك التي تحتوي على Cu(II) وV(IV)O، أظهرت سمية خلوية أكبر من نظيراتها من الروابط وتجاوزت فعالية العلاجات الكيميائية القياسية مثل السيكلوفسفاميد و5-فلورويوراسيل (5-FU). بشكل ملحوظ، أظهرت مركبات Cu(II) نشاطًا كبيرًا ضد خلايا A375 وA549، مع قيم IC50 أقل من تلك الخاصة بالسيكلوفسفاميد. كشفت التحقيقات الآلية أن هذه المركبات تحفز الموت الخلوي بشكل أساسي من خلال توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتسبب تلف الحمض النووي، على الرغم من أن بعض المركبات أظهرت أيضًا توقف دورة الخلية.
لزيادة الإمكانات العلاجية والانتقائية لهذه المركبات، تم تطوير تركيبات ليبوسوم، مستفيدة من تأثير النفاذية المعززة والاحتفاظ (EPR) للتوصيل المستهدف إلى مواقع الورم. أشارت الدراسات الحية إلى أن تركيبات ليبوسوم لمركبات Zn(II) وCu(II) قللت بشكل كبير من نمو الورم في نماذج الفئران مع الحفاظ على ملف أمان مواتٍ. تؤكد النتائج على وعد مركبات المعادن 2-إيمين-8HQ كبدائل فعالة للعلاج الكيميائي التقليدي، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التقييمات قبل السريرية وتحسين أنظمة توصيل الأدوية لتعظيم فعاليتها العلاجية وانتقائيتها.
DOI: https://doi.org/10.3389/fchbi.2026.1734289
Publication Date: 2026-01-22
Author(s): Leonor Côrte‐Real et al.
Primary Topic: Metal complexes synthesis and properties
Overview
This mini-review addresses the promising potential of metal complexes derived from 8-hydroxyquinoline (8HQ) substituted with an imine at position 2 as novel anticancer agents. The study emphasizes the synthesis, characterization, and biological evaluation of various metal complexes (Zn, Cu, V, Ni, Fe, and Ru) and their efficacy against malignant melanoma, colon, lung, and triple-negative breast cancers. The findings indicate that these complexes exhibit enhanced stability and selective toxicity, with Cu(II), Zn(II), V(IV)O, Ni(II), and Ru(II) derivatives demonstrating significant anticancer activity, particularly against melanoma (A375) and colon cancer (HCT-116) cell lines. Mechanistic studies reveal that these complexes induce reactive oxygen species (ROS) generation, DNA damage, apoptosis, and cell cycle arrest, with Cu(II) complexes being particularly effective in promoting ROS-mediated apoptosis.
To address the challenges of low aqueous solubility and bioavailability associated with metal-based therapies, the researchers developed nanoliposomal formulations for selected Zn(II) and Cu(II) complexes. These formulations not only enhanced therapeutic efficacy against melanoma and colon cancer but also reduced systemic toxicity. In vivo studies confirmed a reduction in tumor growth with acceptable safety profiles. The review concludes that 2-imine-8HQ metal complexes represent viable alternatives to conventional chemotherapy, although further preclinical evaluations and optimization of drug delivery systems are necessary to fully realize their therapeutic potential and selectivity.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical issue of cancer as a leading cause of global mortality, with over 19 million new cases and approximately 10 million deaths annually (GLOBOCAN 2022). Despite advancements in cancer therapies, particularly chemotherapy, challenges such as drug resistance, systemic toxicity, and lack of tumor selectivity persist. This has spurred interest in metal-based complexes as potential alternatives to traditional organic and platinum-based drugs. Among these, 8-hydroxyquinoline (8HQ) has garnered attention due to its diverse biological activities, including significant anticancer properties. Its strong metal-chelating ability allows it to form stable complexes with various metal ions, facilitating metal transport within cells and influencing critical biological processes like reactive oxygen species (ROS) generation and DNA interaction.
The paper discusses the development of novel 8HQ-imine derived metal complexes, particularly focusing on derivatives modified at position 2, which have shown enhanced pharmacokinetic and pharmacodynamic profiles. Notable examples include the 8-hydroxyquinoline-2-carboxaldehyde thiosemicarbazide copper complex, which demonstrated strong anticancer activity against cisplatin-resistant cancer cells, and Zn(II)-8HQ complexes that selectively inhibit tumor growth while sparing normal cells. The introduction of vanadium and nickel complexes further illustrates the versatility of 8HQ as a ligand scaffold. However, challenges such as solubility and selectivity for cancer cells remain, necessitating innovative strategies for drug delivery and modification. The research aims to characterize these new complexes and evaluate their antiproliferative properties, with promising results in reducing tumor growth in vivo, suggesting a potential pathway for developing effective cancer treatments.
Discussion
The discussion section of the research paper evaluates the anticancer activity of 2-imine-8-hydroxyquinoline (8HQ) complex-based metallodrugs across various cancer cell lines, including melanoma (A375), lung adenocarcinoma (A549), and colon cancer (HCT-116). In vitro studies demonstrated that metal complexes, particularly those with Cu(II) and V(IV)O, exhibited greater cytotoxicity than their corresponding ligands and surpassed the efficacy of standard chemotherapeutics like cisplatin and 5-fluorouracil (5-FU). Notably, the Cu(II) complexes showed significant activity against A375 and A549 cells, with IC50 values lower than those of cisplatin. Mechanistic investigations revealed that these complexes induce apoptosis primarily through reactive oxygen species (ROS) generation and subsequent DNA damage, although some complexes also exhibited cell cycle arrest.
To enhance the therapeutic potential and selectivity of these complexes, liposomal formulations were developed, leveraging the enhanced permeation and retention (EPR) effect for targeted delivery to tumor sites. In vivo studies indicated that liposomal formulations of the Zn(II) and Cu(II) complexes significantly reduced tumor growth in murine models while maintaining a favorable safety profile. The findings underscore the promise of 2-imine-8HQ metal complexes as effective alternatives to conventional chemotherapy, highlighting the need for further preclinical evaluations and optimization of drug delivery systems to maximize their therapeutic efficacy and selectivity.