Yeni indol-benzimidazol türevi bileşiklerin sentez, yapı aydınlatılmaları ve antikanser aktivitelerinin incelenmesi
Synthesis,  structure  elucidation  and  anticancer  activity  of  novel  indole-benzimidazole derivatives
Yazar: FİKRİYE ZENGİN KARADAYI
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP ALAGÖZ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Benzimidazoller = Benzimidazoles ; Kanser =   ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Sentez = Synthesis ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; İndoller = Indoles

Özet:
Bu çalışma kapsamında alkil sülfonil grubu taşıyan orijinal 82 adet indol-benzimidazol türevi bileşik sentezlenmiştir. Antikanser aktiviteleri klinikte yaygın olarak kullanılan kamptotesin ile kıyaslanarak MCF-7, MDA-MB-231 ve HEPG2 hücre hatlarında geniş taramaları yapılarak in vitro olarak tayin edilmiştir. Tasarlanan türevlerin sentezine 4-klorobenzen-sülfonilklorür (1) başlangıç maddesi  ile başlanmıştır ve 4-klorobenzen-sülfonilklorürden hareketle 4 basamakta N-sübstitüe-4-(alkilsülfonil)benzen-1,2-diamin türevleri (30-52) elde edilmiştir. Elde edilen o-fenilendiamin  türevleri uygun sübstitüe indol-3-karboksaldehitlerin Na2S2O5  tuzları ile muamele edilerek benzimidazol siklizasyonu gerçekleştirilmiş ve sonuç ürünler (54-135) elde edilmiştir. 
 
Sentezlenen bileşiklerin saflıkları İTK ile kontrol edildikten sonra erime noktaları saptanmış ve yapıları;  1H-NMR, 13C NMR, MASS ve elementel analiz sonuçları ile aydınlatılmıştır. 
  
Sentezlenen moleküller, farklı dozlarda, MCF-7 meme kanseri hücre hattı ve karaciğer kanseri hücre hattı HEPG2'de hücre yaşamına olan etkileri açısından test edilmiştir. Bileşikler öncelikle MCF-7  hücre hattında taranmıştır. Ön taramayı geçen ve etkin dozları belirlenen bileşikler için MTT deneyleri  tekrarlanmıştır.  MCF-7 ve HEPG2 hücre hatlarında etkisi görülen bileşiklerin daha geniş doz aralığında taraması yapılarak IC50 değerleri hesaplanmıştır. Bu ikincil çalışmada, epitel karakterdeki MCF-7 ve HEPG2'ye ek olarak mezenkimal karakterdeki MDA-MB-231 hücresi de kullanılmıştır. 
 
 
Bu çalışmadan ortaya çıkan bazı önemli yapı aktivite ilişkileri (SAR'ler): R2 pozisyonlarında küçük alkil gruplarına sahip olan bileşikler nispeten daha etkili antikanser aktiviteye sahip olduğu görülmüştür. Örneğin, R3 konumunda -Cl ve R2 konumunda metil grubu içeren 93 no'lu bileşik, bu bileşikler arasında MCF-7 hücrelerine karşı en etkili olarak bulunmuştur. Yine R3 konumunda -Br ve  R2 konumunda propil grubu içeren 102 no'lu bileşik, bu bileşikler arasında HEPG2 hücrelerine karşı en etkili ve ayrıca MCF-7 hücrelerine karşı da etkili olarak bulunmuştur. R2 ve R3 grupları ayrı  ayrı veya kombinasyon  halinde değişik sitotoksik aktivite gösterebilirler. Rı' de tek başına etil ve bütil grupları veya R3'de tek başına halojenik gruplar veya R2 üzerinde siklik gruplar ile R3' de  elektron çekici grupların varlığında sitotoksik aktivite yükselmektedir.

Abstract:
In this study, 82 original indole-benzimidazole derivative compounds carrying alkyl sulfonyl group  were synthesized. Anticancer activities were determined in vitro by extensive screening on MCF-7,  MDA-MB-231 and HEPG2 cell lines, comparing with clinically commonly used camptothecin. The synthesis of the derivatives was started with 4-chlorobenzene-sulfonylchloride (1) and N-substituted-4-(alkylsulfonyl)benzene-1,2-diamine derivatives (30-52) were obtained in 4 steps. o-Phenylenediamine derivatives were treated with Na2S2O5 salts of appropriately substituted indole-3-carboxaldehydes  to give indole-benzimidazoles (54-135). 
 
After the purity of the synthesized compounds were checked by TLC, their melting points were determined and their structures were elucidated with their 1H-NMR, 13C-NMR spectrum, Mass (ESI+) spectral data and elementel analysis.  
 
The synthesized molecules were tested at different doses for their effect on cell life in the MCF-7  breast cancer cell line and liver cancer cell line HEPG2. Compounds were screened primarily in the MCF-7 cell line. MTT experiments were repeated for compounds that passed the pre-screening and whose effective doses were determined. Compounds with effect on MCF-7 and HEPG2 cell lines were screened at wider dose range and IC50 values were calculated.  In this secondary study, in addition to MCF-7  and  HEPG2 of epithelial character, mesenchymal MDA-MB-231 cell was also used. 
 
 
Some  important  structure  activity  relationships  (SARs)  resulting  from  this  study: Compounds with small alkyl groups at the R2  positions have been found to have relatively more effective  anticancer activity. For example, compound 93 containing -Cl at the R3 position and methyl group at the R2 position has been found to be the most effective against MCF-7 cells among these compounds.  Again, compound 102 containing -Br in the R3 position and propyl group in the R2 position was found  to be the  most  effective  against HEPG2 cells and also effective against MCF-7 cells. The groups  R2 and R3 may exhibit different cytotoxic activity, either individually or in combination. Cytotoxic  activity increases in the presence of ethyl and butyl groups alone in R2, or halogenic groups alone in R3 or cyclic groups on R2 and electron withdrawing groups in R3.