Antibacterial properties of phosphine gold(i) complexes with 5-fluorouracil

New gold(I) complexes with coordination to 5-fluorouracil (5-FU), an anticancer drug with antibacterial properties, have been synthesised and characterised, and are the first reported examples of 5-FU–Au compounds. These new complexes show high solution stability, even in the presence of a cysteine derivative, and so were evaluated as antibacterial compounds against model Gram-positive and Gram-negative bacteria. All the complexes show excellent antibacterial activity against Gram-positive B. subtilis, most of them improving the activity of 5-FU alone. Furthermore, these new complexes are also active against Gram-negative E. coli, where [Au(5-FU)(PTA)], the complex with the smallest phosphane, is the most bactericidal, 32 times more active than 5-FU on its own

Compuestos híbridos de polioxometalato-péptido y sus aplicaciones en biomedicina

Los polioxometalatos son clústers inorgánicos de metales de transición y oxígeno con alta carga negativa y dimensiones nanométricas, utilizados ampliamente en el campo de la catálisis y de la biomedicina. La funcionalización de polioxometalatos con péptidos da lugar a nuevos materiales híbridos con potente actividad biológica para su uso en nanomedicina, especialmente como agentes antibacterianos, antitumorales o antiamiloides. El ensamblaje con péptidos puede producirse a través de interacciones electrostáticas entre ambos componentes (híbridos iónicos) o mediante unión covalente (híbridos covalentes). Durante la última década, se han realizado numerosas investigaciones sobre la síntesis y evaluación de la actividad biológica de diferentes híbridos POM-péptido. Una parte importante de estos estudios consiste en la caracterización de los híbridos, ya que su estructura puede determinar sus propiedades y, por tanto, sus aplicaciones. El creciente interés y los avances en el campo de los nanomateriales híbridos POM-péptido muestran nuevos posibles tratamientos para enfermedades como el cáncer o el Alzheimer. Por todo ello, este trabajo engloba una revisión bibliográfica de diversos híbridos POM-péptido, así como el diseño de una ruta sintética para la obtención de un híbrido de tipo covalente y la síntesis y caracterización de tres precursores POM como trabajo experimental.<br /

Desarrollo de nuevos agentes antibacterianos basados en complejos metálicos de 5-Fluoroacilo

En este trabajo fin de grado se han sintetizado complejos de oro(I) del tipo [Au(5-FU)(PR3)] y [Au2(5-FU)(PR3)2]. Para ello se emplearon como ligandos: 5-FU (5-fluoroacilo) y PR3 las fosfinas PTA (1,3,5-triaza-7-fosfaadamantano), DAPTA (3,7-diacetil-1,3,7-triaza-5-fosfabicyclo[3.3.1]nonano), TPPTS (m- trifenilfosfinatrisulfonada), HMPT (trisdimetilamino fosfano) y PPh3 (trifenilfosfina).Los complejos [Au(5-FU)(PTA)], [Au2(5-FU)(PTA)2], [Au(5-FU)(PPh3)], [Au(5-FU)(TPPTS)] y [Au(5-FU)(DAPTA)] se formaron satisfactoriamente.Además, se evaluó la farmacocinética de estos compuestos y aparentemente resultaron ser estables en las condiciones de los experimentos. También se estudió la actividad antibacteriana de los complejos sintetizados frente a las bacterias Escherichia coli y Bacillus subtilis. Para ello se midieron las MIC (minimal inhibitory concentration) las MBC (minimal bactericidal concentration). Los complejos resultaron tener una gran actividad antibacteriana generalmente con MIC desde 256 a 1 μg/mL. Estos complejos tienen una mayor actividad antibacteriana contra B. subtilis (Gram+) que contra E. coli (Gram-) posiblemente debido a su diferente conformación y composición de la pared celular. Finalmente se visualizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) los daños externos de las bacterias. Se observaron deformaciones, desprendimientos, roturas y agregados debido a la actividad antibacteriana de estos compuestos. También se observó que el oro podría estar acumulándose en la pared celular de las bacterias provocando su muerte.<br /

Polyoxometalate–peptide hybrid materials: from structure–property relationships to applications

Organo-functionalisation of polyoxometalates (POMs) represents an effective approach to obtain diverse arrays of functional structures and materials, where the introduction of organic moieties into the POM molecules can dramatically change their surface chemistry, charge, polarity, and redox properties. The synergistic combination of POMs and peptides, which perform a myriad of essential roles within cellular biochemistry, including protection and transport in living organisms, leads to functional hybrid materials with unique properties. In this Perspective article, we present the principal synthetic routes to prepare and characterise POM–peptide hybrids, together with a comprehensive description of how their properties – such as redox chemistry, stereochemistry and supramolecular self-assembly – give rise to materials with relevant catalytic, adhesive, and biomedical applications. By presenting the state-of-the-art of the POM–peptide field, we show specifically how emerging chemical approaches can be harnessed to develop tailored POM–peptide materials with synergistic properties for applications in a variety of disciplines

Biological Activity of NHC-Gold-Alkynyl Complexes Derived from 3-Hydroxyflavones

In this paper we describe the synthesis of new N-heterocyclic carbene (NHC) gold(I) derivatives with flavone-derived ligands with a propargyl ether group. The compounds were screened for their antimicrobial and anticancer activities, showing greater activity against bacteria than against colon cancer cells (Caco-2). Complexes [Au(L2b)(IMe)] (1b) and [Au(L2b)(IPr)] (2b) were found to be active against both Gram-positive and Gram-negative strains. The mechanism of action of 1b was evaluated by measurement of thioredoxin reductase (TrxR) and dihydrofolate reductase (DHFR) activity, besides scanning electron microscopy (SEM). Inhibition of the enzyme thioredoxin reductase is not observed in either Escherichia Coli or Caco-2 cells; however, DHFR activity is compromised after incubation of E. coli cells with complex 1b. Moreover, loss of structural integrity and change in bacterial shape is observed in the images obtained from scanning electron microscopy (SEM) after treatment E. coli cells with complex 1b

Hybrid antimicrobial films containing a polyoxometalate-ionic liquid

The increasing resistance of pathogenic microorganisms against common treatments requires innovative concepts to prevent infection and avoid long-term microbe viability on commonly used surfaces. Here, we report the preparation of a hybrid antimicrobial material based on the combination of microbiocidal polyoxometalate-ionic liquids (POM-ILs) and a biocompatible polymeric support, which enables the development of surface coatings that prevent microbial adhesion. The composite material is based on an antibacterial and antifungal room-temperature POM-IL composed of guanidinium cations (N,N,N′,N′-tetramethyl-N″, N″-dioctylguanidinum) combined with lacunary Keggin-type polyoxotungstate anions, [α-SiW11O39]8–. Integration of the antimicrobial POM-IL into the biocompatible, flexible, and stable polymer poly(methyl methacrylate) (PMMA) results in processable films, which are suitable as surface coatings or packaging materials to limit the proliferation and spread of pathogenic microorganisms (e.g., on public transport and hospital surfaces, or in ready-to-eat-food packaging).This research was supported by Deutscher Akademischer Austauschdienst DAAD (A.G.E.); Ministerio de Ciencia Innovación y Universidades (Spain) Proyectos I + D + I, PID2019-109333RB-I00 (S.G.M & R.M.-R.); CSIC i-Link + 2019 project LINK20270 (S.G.M & R.M.-R.); European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (Marie Skłodowska-Curie grant agreement no. 845427) (E.A.B. and S.G.M); Programa Operativo Aragón de Fondo Social Europeo 2014–2020 (I.F.C.); Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Argentina (National Agency for Scientific and Technological Promotion, ANPCYT): PICT 2017-3767 (M.B.) and PICT 2017-0340 (M.J.C); the Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (National Scientific and Technical Research Council); and the Universidad Nacional del Litoral, CAI + D 50620190100020LI (M.J.C) and Gobierno de Aragón (Project LMP49-18).Peer reviewe

Polyoxometalate‐Ionic Liquids (POM‐ILs) as anticorrosion and antibacterial coatings for natural stones

Resumen del póster presentado al RSC Chemical Nanoscience and Nanotechnology Early Careers Virtual Meeting, celebrado el 24 de marzo de 2021.Peer reviewe

Síntesis dirigida de compuestos metálicos solubles en agua en función de sus aplicaciones biomédicas

Este trabajo se ha basado en la síntesis de nuevos compuestos y en el estudio de sus aplicaciones en el campo de la biomedicina. En la primera parte, se describe la síntesis de nuevas fosfinas solubles en agua, derivadas de 1,3,5-triaza-7-fosfaadamantano (PTA), así como sus correspondientes complejos de oro(I). También se describe la síntesis y obtención de nuevos derivados heteronucleares de oro-cobre y oro-zinc; así como de complejos de oro(I) que contienen la molécula 5-fluorouracilo, empleada en el tratamiento de cáncer de colon, además de complejos ciclometalados de oro(III) y sus derivados. Se ha llevado a cabo el estudio de las propiedades físico-químicas más importantes para su actividad biológica, así como su buena citotoxicidad frente a células de cáncer de colon humano. Se describen también estudios preliminares de posibles mecanismos de interacción, que incluyen el estudio del tipo de muerte celular inducida por los complejos, interacción con enzimas y con la proteína albúmina, y producción de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés). Por último, se han realizado estudios que demuestran la capacidad de la fosfina PTA, así como de algunos de sus derivados, de reducir Cu(II) a Cu(I). Este hecho permite la eliminación de dichos cationes metálicos de los aductos o agregados tóxicos con los péptidos amiloide-ß encontrados en la enfermedad de Alzheimer. Adicionalmente se ha demostrado que la presencia de la fosfina PTA provoca la inhibición de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), responsables del estrés oxidativo que daña a las células neuronales.Peer Reviewe

MSCA Individual Fellowships

Esta presentación recoge la experiencia de Elena Atrián Blasco, investigadora MSCA en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, en la preparación y escritura de una propuesta MSCA-IF. Esta presentación formó parte del webinario sobre MSCA Individual Fellowships organizado conjuntamente por el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón y por el Instituto de Nanociencia de Aragón el 15 de mayo de 2020 como guía y apoyo a las personas interesadas en preparar o supervisar una propuesta MSCA-IF.MSCA IF 2018 “ PePiPOM Grant agreement ID: 845427.Peer reviewe

Use of polyoxometalates as a bioinorganic tools: from Alzheimer's disease to biofilm disruption

Resumen del trabajo presentado al Seminario de Jóvenes Investigadores del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA), celebrado el 30 de octubre de 2019 en la Universidad de Zaragoza