A rákos megbetegedések és a rezisztens baktériumok okozta fertőzések jelentik korunk legjelentősebb egészségügyi fenyegetéseit. A baktériumok antibiotikumokkal szembeni ellenállóképességének leküzdése régóta megoldatlan probléma, míg a daganatos megbetegedések kezelésének legnagyobb hiányossága a megfelelő szelektivitás elérése, így a kemoterápiában jelenleg alkalmazott készítmények számos káros mellékhatással rendelkeznek. A hatékonyság és a szelektivitás növelése, valamint a rezisztencia visszaszorítása céljából is megoldást jelenthet a biológiailag aktív molekulák fémkomplexeinek alkalmazása mind az antitumor, mind az antibakteriális készítmények esetén. A Co(III) komplexek képesek lehetnek a biológiai aktivitással rendelkező molekulákat célzottan a tumorhoz juttatni, ezáltal megfelelőek lehetnek prodrugként való alkalmazásra. Ennek oka, hogy a Co(III) komplexek rendkívül inertek, így feltehetően csak a daganatos szövetekben lévő hipoxiás állapotnak köszönhetően jelenlévő reduktív környezet hatására redukálódnának Co(II)-vé. A Co(II) komplexek kinetikailag jelentősen labilisabbak, így a redukciót követően azonnal megkezdődhet a komplex disszociációja. Annak érdekében, hogy a redukció ne játszódjon le már az egészséges szövetekben, a fémion négy koordinációs helyét erősen koordinálódó N-donoratomokat tartalmazó négyfogú ligandumok (4N) foglalják el. A szabadon maradt két koordinációs helyre pedig az elsősorban O donoratomokkal rendelkező bioligandumok (O,O) köthetők, amelyek, így szelektíven a daganatos szövetekben fejthetik ki biológiai hatásukat. Az antitumor sajátságú bioligandumok mellett az antibakteriális anyagok hatékonyságának növelésére is megfelelő lehet Co(III) komplexbe kötött formájuk alkalmazása. A kemoterápiás kezelés következtében legyengült szervezet esetén ugyanis fontos lehet az antibiotikum célzott eljuttatása az érintett területre, illetve a rezisztens baktériumtörzsek ellen is megoldást jelenthet a komplexek alkalmazása. Ennek értelmében, doktori munkám során [Co(4N)(O,O)]n+ összetételű komplexek előállításával foglalkoztam és vizsgáltam a termékek analitikai, elektrokémiai és biológiai sajátságait. 4N donor ligandumként tren és tpa tripodális aminokat, O donoratomokkal rendelkező bioligandumként pedig az antibakteriális hatású kinolon és retrohitroxámsav alapú molekulákat, illetve a rákellenes hatású flavonol és quinizarin vegyületeket alkalmaztam. A kapott eredmények alapján elmondható, hogy több biomolekula alkalmazásával is sikerült olyan Co(III) komplexeket előállítani, amelyek esetén a biológiai aktivitás mértéke nem változott, sőt, egyes esetekben növekedett a szabad liganduméhoz képest. Ennek értelmében a Co(III) komplexek alkalmazása valóban alternatíva lehet a rezisztencia leküzdésére és a hatékonyság növelésére, mind rákellenes, mind antibakteriális hatású készítmények esetén.

Various cancers as well as infections caused by resistant bacteria are the two most serious medical threats in recent years. Despite several attempts in the last century antibacterial resistance is still an unsolved problem while the lack of selectivity in cancer therapy leads to many unwanted side effects of the used anticancer agents. To increase the efficiency and selectivity of the drugs and to overcome the problem of resistance the use of metal complexes as carriers of the drug molecules can be a solution for both antibacterial and anticancer agents. The use of Co(III) as a central metal ion in the complexes can be an option to deliver the biologically active molecules selectively to the tumor tissues. Since the Co(III) complexes are kinetically inert their reduction to the corresponding Co(II) complexes might happen only in the reducing environment of the tumor. Co(II) complexes are much more labile therefore the dissociation of the complex can occur shortly after the reduction. In order to avoid the reduction of the Co(III) complexes in the normal cells before reaching the tumor tetradentate ligands with N donor atoms (4N) and capable of forming stable fused chelates are coordinated to the metal ion. The remaining two coordination sites of the Co(III) are occupied by the drug molecule having O donor atoms in chelating position. These ligands can then selectively be released in the hypoxic cancer cells. Besides antitumor agents the use of Co(III) complexes of antibacterial drugs can also be useful to enhance their efficiency. Since patients after cancer treatment have a weakened ability to fight against infections delivering the antibacterial agent directly to the treated area might be more effective; furthermore, complexation of the drug molecule may also solve the problem of resistance. The aim of my work was to synthesize and characterize [Co(4N)(O,O)]n+ type complexes and investigate the redox and biological properties of the products. Tren and tpa tripodal amines were used as 4N donor ligands and several quinolons and retrohydroxamic acid based molecules were selected for (O,O) type ligands with antibacterial activity. Differently substituted flavonols and quinizarin compounds were used as anticancer agents having O donor atoms. Several Co(III) complexs of bioactive drugs were sythesized and found to be as active as the free ligand or had even enhanced activity on the tested cell lines based on the results. This prooves that use of the Co(III) complexes can be an option to overcome the resistance problem and to enhance the efficienciy of the drug molecule for both antitumor and antibacterial agents.