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https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/10265
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Planejamento, síntese e prospecção biológica das atividades anticâncer e anticolinesterásica de novos derivados acridínicos |
Other Titles: | Design, synthesis, and biological prospection of anticancer and anticholinesterase activities of new acridine derivatives |
Authors: | Sousa, Gleyton Leonel Silva |
Orientador(a): | Kümmerle, Arthur Eugen |
Primeiro coorientador: | Castro, Rosane Nora |
Segundo coorientador: | Moura, Ricardo Olímpio de |
Primeiro membro da banca: | Kümmerle, Arthur Eugen |
Segundo membro da banca: | Lima, Áurea Echevarria Aznar Neves |
Terceiro membro da banca: | Barbosa, Maria Letícia de Castro |
Quarto membro da banca: | Almeida, Sinara Mônica Vitalino de |
Quinto membro da banca: | Oliveira, Jamerson Ferreira de |
Keywords: | Tiossemicarbazônico-acridínicos;antiproliferativos;anticolinesterásicos;Acridine-thiosemicarbazone;antiproliferative;anticholinesterases |
Área(s) do CNPq: | Química |
Idioma: | por |
Issue Date: | 4-May-2023 |
Publisher: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UFRRJ |
Departamento: | Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Citation: | SOUSA, Gleyton Leonel Silva. Planejamento, síntese e prospecção biológica das atividades anticâncer e anticolinesterásica de novos derivados acridínicos. 2023. 253 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2023. |
Abstract: | Doenças consideradas multifatoriais como Câncer e Doença de Alzheimer (DA) apresentam altas taxas de mortalidade e poucos tratamentos eficazes. Neste trabalho, relata-se o planejamento, síntese e prospecção biológica de cinquenta novos derivados acridínicos planejados a partir de duas explorações farmacodinâmicas específicas: a inibição da topoisomerase IIα, quando direcionado a compostos antiproliferativos; e a inibição colinesterásica, quando a proposta era a DA. Os dois primeiros capítulos relatam a exploração farmacológica de trinta e oito derivados, provenientes das hibridações de núcleos acridínicos e fragmentos aromáticos derivados da tiossemicarbazona, como proposta de melhor ajuste farmacodinâmico a enzima alvo. De maneira geral, a maior atividade foi encontrada para um derivado acridínico mono substituído DT-3OCH3-H (CI50 = 8,83 µM) frente a células K562-Lucena 1 (células leucêmicas resistentes). Alguns derivados mais ativos foram selecionados e apresentaram interessante inibição da Topoisomerase IIα quando comparados à amsacrina, à 100 µM, com destaque para o derivado tiossemicarbazônico-acridínico DL-08 (79%). Adicionalmente, compostos selecionados para teste de toxicidade não clínica não apresentaram sinais relevantes de toxicidade na dose de 2000 mg/kg em camundongos. O terceiro capítulo parte de um screening anticolinesterásico dos derivados do primeiro capítulo. Os compostos da série não substituída na acridina (CL) apresentaram melhor perfil de atividade, com destaque ao derivado CL-01 (acetilcolinesterase, AChE = 2,47 μM; butirilcolinesterase, BChE = 0,71 μM). A partir desses resultados, doze novos derivados foram propostos e sintetizados visando alterações na subunidade benzilidênica, assim como incorporação de atividades biológicas adicionais como, por exemplo, antioxidante. Modificação da subunidade acridina pela tetraidroacridina oriunda da tacrina também foi proposta. Os resultados inibitórios indicaram reprodutibilidade no perfil frente a BChE, com destaque na atividade para o CL-DiTerc (AChE = 10,53 μM; BChE = 1,15 μM). A substituição da acridina pela tetraidroacridina da tacrina (TA-H) levou à redução da potência de inibição (AChE = 13,60 μM; BChE = 5,38 μM). A cinética enzimática identificou modos de inibição distintos entre TA-H (inibição mista em AChE e BChE) e o derivado acridínico CL-01 (inibição não-competitiva em AChE e mista em BChE). Estudos teóricos reproduziram o perfil identificado na cinética, sugerindo que na AChE as interações dos derivados CLs estão concentradas na região do periférico e no canal, não sendo identificadas interações diretas com os resíduos do catalítico, distintamente ao encontrado para TA-H. Adicionalmente, estudos indicaram um perfil antioxidante para CL-DiTerc (DPPH EC50 = 47,01 μM), assim como alguns compostos avaliados indicaram capacidade de complexar íons metálicos (Zn2+, Cu2+, Fe3+ e Al3+), indicando que esses compostos possuem atividades multialvo. |
Abstract: | Diseases considered multifactorial such as Cancer and Alzheimer's Disease (AD) have high mortality rates and few effective treatments. In this work, we report the design, synthesis, and biological prospecting of fifty new acridines derivatives designed from two specific pharmacodynamic explorations: the inhibition of topoisomerase IIα, when directed to antiproliferative compounds; and cholinesterase inhibition, when AD was proposed. The first two chapters report the pharmacological exploration of thirty-eight derivatives, from the hybridization of acridine nuclei and aromatic fragments derived from thiosemicarbazone, as the proposal for better pharmacodynamic adjustment to the target enzyme. In general, the highest activity was found for a monosubstituted acridine derivative DT-3OCH3-H (IC50 = 8.83 µM) against K562-Lucena 1 cells (resistant leukemic cells). Some more active derivatives were selected and showed interesting Topoisomerase IIα inhibition compared to amsacrine at 100 µM, with emphasis on the acridine–thiosemicarbazone derivative DL-08 (79%). Additionally, compounds selected for non-clinical toxicity testing did not show relevant signs of toxicity at the 2000 mg/kg dose in mice. The third chapter starts with an anticholinesterase screening of the derivatives of the first chapter. Compounds from the unsubstituted acridine (CL) series showed the best activity profile, with emphasis on the derivative (acetylcholinesterase, AChE = 2.47 μM; butyrylcholinesterase, BChE = 0.71 μM). From these results, twelve new derivatives were proposed and synthesized aiming at changes in the benzylidene subunit, as well as the incorporation of additional biological activities, for example, antioxidant. Modification of the acridine subunit by tetrahydroacridine from tacrine has also been proposed. The inhibitory results indicated reproducibility in the profile against BChE, with emphasis on the activity for CL-DiTerc (AChE = 10.53 μM; BChE = 1.15 μM). The replacement of acridine by tacrine tetrahydroacridine (TA-H) led to a reduction in the inhibition potency (AChE = 13.60 μM; BChE = 5.38 μM). Enzymatic kinetics identified distinct inhibition modes between TA-H (mixed inhibition in AChE and BChE) and the acridine derivative CL-01 (non-competitive inhibition in AChE and mixed in BChE). Theoretical studies reproduced the profile identified in the kinetics, suggesting that in AChE the interactions of the CL derivatives are concentrated in the peripheral region and the channel, not being identified as direct interactions with the catalytic residues, distinctly from that found for TA-H. Additionally, studies indicated an antioxidant profile for CL-DiTerc (DPPH EC50 = 47.01 μM), as well as some evaluated compounds indicated the ability to complex metal ions (Zn2+, Cu2+, Fe3+ and Al3+), indicating that these compounds have multitarget activities. |
URI: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/10265 |
Appears in Collections: | Doutorado em Química |
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