Planejamento, síntese e avaliação do perfil quimioterápico de derivados tiossemicarbazônicos hibridizados a núcleos heterocíclicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Albino, Sonaly Lima
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB
Texto Completo: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3893
Resumo: O câncer e a leishmaniose são doenças associadas a altos índices de morbidade e mortalidade, com lacunas no arsenal terapêutico que ressaltam a progressiva necessidade de novos fármacos quimioterápicos. A pesquisa e o desenvolvimento de fármacos que contenham núcleos heterocíclicos nitrogenados em sua estrutura são crescentemente visados na Química Medicinal devido à potencialidade inerente a eles. Assim, esse trabalho propôs planejar e sintetizar doze derivados tiossemicarbazônicos hibridizados a diferentes núcleos heterocíclos, caracterizá-los físico-química e estruturalmente, avaliar o perfil de interação com potenciais alvos in silico, delinear seu perfil farmacocinético in silico, avaliar a atividade antiproliferativa frente à linhagens tumorais e normais, determinar seu potencial antileishmania frente cepas promastigotas de Leishmania amazonensis e Leishmania infantum, bem como a toxicidade frente a hemácias humanas in vitro. Os compostos planejados foram avaliados in silico, por meio do docking molecular, frente aos alvos topoisomerase IIα complexada com DNA (PDB ID: 5GWK), DNA (PDB ID: 1BNA e 1G3X) e topoisomerase I de L. donovani complexada com DNA (PDB ID: 2B9S), evidenciando uma maior afinidade do composto acridínico, SOL-AC2, com as diferentes isoformas da enzima topoisomerase e com o modelo de DNA apropriado para compostos intercaladores, enquanto que a molécula SOL-PR2 demonstrou um melhor perfil ao interagir com os sulcos do DNA. Esses foram experimentalmente obtidos por uma reação de condensação entre os intermediários tiossemicarbazídicos e os aldeídos de acridina, quinolina, indol, piridina, fenil piridina e fenil-piperidina, obtendo-se rendimentos reacionais variando de 56,95% a 98,99%. A identificação estrutural dos compostos foi realizada por meio de técnicas espectroscópicas de IV, RMN de ¹H e RMN de ¹³C. Os estudos de atividade antiproliferativa in vitro foram realizados pelo método do MTT utilizando-se cinco linhagens tumorais (HCT 116, MCF-7, HeLa, SKMEL e PC-3) e duas linhagens normais (L929 e HaCaT), nos quais o composto SOL-AC2 apresentou uma melhor atividade antiproliferativa, destacando-se devido ao percentual de inibição de 75.20 ± 0.80% frente a linhagem de melanoma, SKMEL, corroborando com os resultados in silico frente aos alvos 5GWK e 1BNA. Quando avaliados em relação a sua atividade antipromastigota, evidenciando a maior potencialidade dos compostos indólicos, em especial o composto SOL-I1 (IC50 L. amazonensis = 12,16 µg mL^-1 ; IC50 L. infantum = 14,64 µg mL^-1 ). Para esses, propuseram-se possíveis mecanismos de ação in silico pela interação com as enzimas de Leishmania: piruvato quinase (PDB ID: 3PP7) e tripanotiona redutase (PDB ID: 2JK6). A partir dos resultados obtidos, observou-se que mantendo a porção tiossemicarbazônica e modificando-se o núcleo heteroclíco, resulta-se na alteração no perfil quimioterápico. Esses foram também avaliados quanto sua atividade hemolítica, de modo que todos os compostos apresentaram baixa toxicidade às hemácias humanas. Os estudos farmacocinéticos in silico concluíram que todos os compostos foram condizentes com critérios de druglikeness estabelecidos por Lipinski, Ghose e Egan, além de evidenciar uma boa absorção gastrintestinal. Tendo obtido o perfil molecular mais desejável para cada atividade biológica, propuseram-se novos compostos análogos baseando-se na árvore de decisão de Topliss, avaliando-os nos alvos cristalizados supracitados. Os mesmos apresentaram, majoritariamente, melhor afinidade que os compostos protótipos e propriedades farmacocinéticas desejáveis, viabilizando a síntese e continuidade dos estudos envolvendo esses.
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Assim, esse trabalho propôs planejar e sintetizar doze derivados tiossemicarbazônicos hibridizados a diferentes núcleos heterocíclos, caracterizá-los físico-química e estruturalmente, avaliar o perfil de interação com potenciais alvos in silico, delinear seu perfil farmacocinético in silico, avaliar a atividade antiproliferativa frente à linhagens tumorais e normais, determinar seu potencial antileishmania frente cepas promastigotas de Leishmania amazonensis e Leishmania infantum, bem como a toxicidade frente a hemácias humanas in vitro. Os compostos planejados foram avaliados in silico, por meio do docking molecular, frente aos alvos topoisomerase IIα complexada com DNA (PDB ID: 5GWK), DNA (PDB ID: 1BNA e 1G3X) e topoisomerase I de L. donovani complexada com DNA (PDB ID: 2B9S), evidenciando uma maior afinidade do composto acridínico, SOL-AC2, com as diferentes isoformas da enzima topoisomerase e com o modelo de DNA apropriado para compostos intercaladores, enquanto que a molécula SOL-PR2 demonstrou um melhor perfil ao interagir com os sulcos do DNA. Esses foram experimentalmente obtidos por uma reação de condensação entre os intermediários tiossemicarbazídicos e os aldeídos de acridina, quinolina, indol, piridina, fenil piridina e fenil-piperidina, obtendo-se rendimentos reacionais variando de 56,95% a 98,99%. A identificação estrutural dos compostos foi realizada por meio de técnicas espectroscópicas de IV, RMN de ¹H e RMN de ¹³C. Os estudos de atividade antiproliferativa in vitro foram realizados pelo método do MTT utilizando-se cinco linhagens tumorais (HCT 116, MCF-7, HeLa, SKMEL e PC-3) e duas linhagens normais (L929 e HaCaT), nos quais o composto SOL-AC2 apresentou uma melhor atividade antiproliferativa, destacando-se devido ao percentual de inibição de 75.20 ± 0.80% frente a linhagem de melanoma, SKMEL, corroborando com os resultados in silico frente aos alvos 5GWK e 1BNA. Quando avaliados em relação a sua atividade antipromastigota, evidenciando a maior potencialidade dos compostos indólicos, em especial o composto SOL-I1 (IC50 L. amazonensis = 12,16 µg mL^-1 ; IC50 L. infantum = 14,64 µg mL^-1 ). Para esses, propuseram-se possíveis mecanismos de ação in silico pela interação com as enzimas de Leishmania: piruvato quinase (PDB ID: 3PP7) e tripanotiona redutase (PDB ID: 2JK6). A partir dos resultados obtidos, observou-se que mantendo a porção tiossemicarbazônica e modificando-se o núcleo heteroclíco, resulta-se na alteração no perfil quimioterápico. Esses foram também avaliados quanto sua atividade hemolítica, de modo que todos os compostos apresentaram baixa toxicidade às hemácias humanas. Os estudos farmacocinéticos in silico concluíram que todos os compostos foram condizentes com critérios de druglikeness estabelecidos por Lipinski, Ghose e Egan, além de evidenciar uma boa absorção gastrintestinal. Tendo obtido o perfil molecular mais desejável para cada atividade biológica, propuseram-se novos compostos análogos baseando-se na árvore de decisão de Topliss, avaliando-os nos alvos cristalizados supracitados. Os mesmos apresentaram, majoritariamente, melhor afinidade que os compostos protótipos e propriedades farmacocinéticas desejáveis, viabilizando a síntese e continuidade dos estudos envolvendo esses.Cancer and leishmaniasis are diseases associated with high rates of morbidity and mortality, with gaps in the therapeutic arsenal that underscore the progressive need for new chemotherapy drugs. The research and development of drugs that contain nitrogenous heterocyclic nuclei in their structure are increasingly targeted in Medicinal Chemistry due to their inherent potential. Therefore, this work proposed to design and synthesize twelve thiosemicarbazonic derivatives hybridized to different heterocyclic nuclei, to characterize them physically-chemically and structurally, to evaluate the interaction profile with potential in silico targets, to outline their in silico pharmacokinetic profile, to evaluate the antiproliferative activity against the tumoral and normal strains, determine their potential antileishmania against promastigote strains of Leishmania amazonensis and Leishmania infantum, as well as toxicity against human red blood cells in vitro. The designed compounds were evaluated in silico, through molecular docking, against the targets: topoisomerase IIα complexed with DNA (PDB ID: 5GWK), DNA (PDB ID: 1BNA and 1G3X) and topoisomerase I of L. donovani complexed with DNA (PDB ID: 2B9S), exhibiting a greater affinity of the acridinic compound, SOL-AC2, with the different isoforms of the topoisomerase enzyme and the appropriate DNA model for intercalator compounds, while the SOL-PR2 molecule showed a better profile when interacting with the DNA grooves. These derivatives were experimentally obtained by a condensation reaction between the thiosemicarbazide intermediates and the acridine, quinoline, indole, pyridine, phenyl-pyridine and phenyl-piperidine aldehydes, obtaining reaction yields ranging from 56.95% to 98.99%. These structures were confirmed by IR, ¹H NMR and ¹³C NMR spectroscopic techniquesIn vitro antiproliferative activity studies were performed through the MTT method, using five tumor lines (HCT 116, MCF-7, HeLa, SKMEL and PC-3) and two normal lines (L929 and HaCaT), in which the compound SOL-AC2 presented better antiproliferative activity, standing out due to the inhibition percentage of 75.20 ± 0.80% against the melanoma strain SKMEL, corroborating with the results in silico against the 5GWK and 1G3X targets. When evaluated in relation to their antipromastigote activity, indole compounds presented greater potential, especially the compound SOL-I1 (IC50 L. amazonensis = 12.16 µg mL^-1) ; IC50 L. infantum = 14.64 µg mL^-1). Therefore, possible mechanisms of action in silico have been proposed by the interaction with Leishmania targets: pyruvate kinase (PDB ID: 3PP7) and trypanothione reductase (PDB ID: 2JK6). From the results obtained, it was observed that maintaining the thiosemicarbazonic portion and modifying the heterocyclic nucleus, results in changes in the chemotherapy profile. These were also evaluated for their hemolytic activity, demonstrating that all compounds were non-toxic to red blood cells. In silico pharmacokinetic studies concluded that all compounds were consistent with druglikeness criteria established by Lipinski, Ghose and Egan, and showed good gastrointestinal absorption. Having obtained the most desirable molecular profile for each biological activity, novel analogous compounds were proposed based on the Topliss decision tree, evaluating them on the aforementioned crystallized targets. Most of them showed better affinity than the prototype compounds and desirable pharmacokinetic properties, enabling the synthesis and continuity of studies involving these.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Estadual da ParaíbaPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPBrasilUEPBPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas - PPGCFMoura, Ricardo Olímpio de99963213472Santos, Vanda Lucia dos22242449320Araújo, Rodrigo Santos Aquino de06453715481Albino, Sonaly Lima2021-11-29T12:32:03Z2020-03-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfALBINO, Sonaly Lima. Planejamento, síntese e avaliação do perfil quimioterápico de derivados tiossemicarbazônicos hibridizados a núcleos heterocíclicos. 2020. 251f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas - PPGCF) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2021.http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3893porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPBinstname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPB2021-11-29T12:32:03Zoai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/3893Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/PUBhttp://tede.bc.uepb.edu.br/oai/requestbc@uepb.edu.br||opendoar:2021-11-29T12:32:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)false
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