Obtenção de derivados do ácido betulínico por meio de reações de biotransformação e semissíntese e avaliação das atividades antitumoral, antimicrobiana, antimalárica e anti-HIV

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Baratto, Leopoldo Clemente
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/33586
Resumo: Orientador : Prof. Dr. Brás H. de Oliveira
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spelling Baratto, Leopoldo ClementeUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasOliveira, Brás Heleno de, 1954-2020-07-17T15:09:04Z2020-07-17T15:09:04Z2013https://hdl.handle.net/1884/33586Orientador : Prof. Dr. Brás H. de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa: Curitiba, 18/10/2013Bibliografia: f. 150-165Área de concentração: Insumos, medicamentos e correlatosResumo: Tendo em vista a necessidade contínua da busca de novas moléculas com potencial farmacológico e o crescente interesse pelas atividades biológicas dos triterpenos pentacíclicos, o objetivo deste trabalho foi produzir derivados do ácido betulínico (AB), tanto por métodos químicos quanto por biotransformação usando células de fungos e vegetais, visando modificações nas posições C3, C20-29 e C28. Por semissíntese, foi preparada uma série de derivados inéditos contendo uma molécula de 2,4-dinitrofenil-hidrazona (2,4-DNPH) nas posições C3 e/ou C20. Por biotransformação usando os fungos Mycelia sterilia, Penicillium sp. e P. citreonigrum, e suspensão celular de cenoura (Daucus carota), AB foi convertido a produtos da oxidação da hidroxila C3, da esterificação do ácido carboxílico C28 ou da oxidação da ligação dupla terminal C20-29. Os derivados foram testados frente às atividades antitumoral, antimicrobiana, antimalárica e anti-HIV. O perfil citotóxico dos derivados foi avaliado contra as linhagens tumorais A2780 (ovário), 8505c (carcinoma anaplásico da tireoide), 518A2 (melanoma), MCF-7 (mama) e A549 (pulmão). Os isômeros R e S (em C20) do ácido 3-[(2,4-dinitrofenil)hidrazono]-29-oxolupan-28-oico (DAB3 e DAB4) foram os derivados mais ativos (IC50= 1,76-2,51 ?mol/L). O ácido 3-hidroxi-20-[(2,4-dinitrofenil)hidrazono]-29-norlupan-28-oico (DAB11), entretanto, foi considerado o derivado mais seletivo, cerca de cinco a oito vezes mais seletivo para células tumorais que células normais (CCD 18co, fibroblasto normal de cólon humano). Análises microscópicas e por citometria de fluxo evidenciaram que o mecanismo de ação dos derivados mais ativos é por meio de indução da apoptose, com bloqueio inicial das células em fase G0/G1 do ciclo celular, conduzindo ao processo de morte celular programada. Observações microscópicas comprovaram o comportamento apoptótico das células da linhagem A549 tratadas com os derivados, como encolhimento celular, condensação e fragmentação do material genético, formação de ondulações na membrana plasmática e corpos apoptóticos. O ensaio de ativação de caspases confirmou que inicialmente a via extrínseca é disparada, com ativação da caspase iniciadora 8, sendo que posteriormente a caspase 9 também é ativada. Os resultados mostraram que os derivados 2,4-DNPH, embora mais ativos e seletivos, possuem um mecanismo de ação mais lento que o precursor AB, sendo que a apoptose é ativada após 48 h. A avaliação da atividade antimalárica mostrou que o ácido 3-[(2,4-dinitrofenil)hidrazono]lup-20(29)-en-28-oico (DAB2) e DAB11 foram ativos contra cepas de Plasmodium falciparum W2 (cloroquina resistente), com valores de IC50 de 9,96 e 6,45 ?g/mL, respectivamente. Além do mais, ambas as moléculas foram consideradas não tóxicas contra células HepG2 A16 (hepatoblastoma humano), apresentando índice de seletividade maior que 100, mostrando que tais derivados possuem uma ação direcionada contra o parasita. Por outro lado, os derivados testados foram considerados inativos frente a ensaios de atividade antimicrobiana e antirretroviral por meio dos testes realizados. Este trabalho demonstrou que derivados 2,4-DNPH do AB podem representar uma classe promissora de novos agentes antitumorais e antimaláricos.Abstract: Regarding the continuous need to search new potent molecules and the increasing interest for the biological activities of pentacyclic triterpenes, the aim of this work was to produce betulinic acid derivatives (BA), both by chemical methods and by biotransformation using fungi or plant cells, looking for modifications at positions C3, C20-29 and C28. By semi-synthesis a series of novel derivatives containing a 2,4-dinitrophenylhydrazone (2,4-DNPH) moiety at positions C3 and/or C20 was prepared. By biotransformation using the fungi Mycelia sterilia, Penicillium sp. and P. citreonigrum, and carrot cell suspension (Daucus carota), BA was converted to oxidation products of the hydroxyl group at C3, esterification of carboxylic acid at C28 or oxidation of the terminal double bound at C20-29. The derivatives were tested against antitumor, antimicrobial, antimalarial and anti-HIV activities. The cytotoxic profile was evaluated against A2780 (ovary), 8505c (anaplastic thyroid carcinoma), 518A2 (melanoma), MCF-7 (breast) and A549 (lung) tumor cell lines. Both R and S isomers (at C20) of 3-[(2,4-dinitrophenyl)hydrazono]-29-oxolupan-28-oic acid (DAB3 and DAB4) were the most active derivatives (IC50= 1,76-2,51 ?mol/L). 3-hydroxy-20-[(2,4-dinitrophenyl)hydrazono]-29-norlupan-28-oic acid (DAB11), on the other hand, was considered the most selective, around five to eight times more selective towards tumor cells than normal cells (CCD 18co, normal human colon fibroblast). Microscopy and flow cytometry analysis highlighted that the mechanism of action of the most active compounds is due to apoptosis induction, with initial arrest of the cells in G0/G1 phase of the cell cycle, driving to the programmed cell death process. Microscopic observations confirmed the apoptotic behavior of treated A549 cells, such as cell shrinkage, DNA condensation and fragmentation, blebbings and apoptotic bodies. The caspase activation assay showed that initially the extrinsic pathway is triggered, with activation of initiator caspase 8, afterwards caspase 9 being also activated. The results showed that the 2,4-DNPH derivatives, even though more active and selective, have a slower mechanism of action than the precursor BA, since apoptosis is triggered approximately after 48 h. The antimalarial assay showed that both 3-[(2,4-dinitrophenyl)hydrazono]lup-20(29)-en-28-oic acid (DAB2) and DAB11 were active against Plasmodium falciparum W2 (cloroquine-resistant), with IC50 of 9,96 and 6,45 ?g/mL, respectively. Both molecules were considered non-toxic against HepG2 A16 cells (human hepatoblastoma), with selectivity index higher than 100, showing that the derivatives have a direct action to the parasite. On the other hand, the test compounds were inactive against antimicrobial and antiretroviral activities by carried assays. This work demonstrated that 2,4-DNPH BA derivatives could represent a promising class of new antitumor and antimalarial agents.200 f. : il. (algumas color.), tabs., grafs.application/pdfDisponível em formato digitalTesesBiotransformaçãoPlasmodium falciparumTriterpenosFármacosCiencias farmaceuticasInsumos farmaceuticosFarmáciaFarmáciaObtenção de derivados do ácido betulínico por meio de reações de biotransformação e semissíntese e avaliação das atividades antitumoral, antimicrobiana, antimalárica e anti-HIVinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - LEOPOLDO CLEMENTE BARATTO.pdfapplication/pdf6598280https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/33586/1/R%20-%20T%20-%20LEOPOLDO%20CLEMENTE%20BARATTO.pdfd497984dab4546ace71f4889757a6b74MD51open accessTEXTR - T - LEOPOLDO CLEMENTE BARATTO.pdf.txtExtracted Texttext/plain343469https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/33586/2/R%20-%20T%20-%20LEOPOLDO%20CLEMENTE%20BARATTO.pdf.txte6c2427317b6b3659dbe7c3743271e50MD52open accessTHUMBNAILR - T - LEOPOLDO CLEMENTE BARATTO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1344https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/33586/3/R%20-%20T%20-%20LEOPOLDO%20CLEMENTE%20BARATTO.pdf.jpgeaa4d9364bcc3ad8e75a08c701d0949eMD53open access1884/335862020-07-17 12:09:04.463open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/33586Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082020-07-17T15:09:04Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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