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https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/20003
Tipo do documento: | Dissertação |
Title: | Planejamento, síntese e avaliação da atividade anti-Trypanosoma cruzi de novos híbridos moleculares da piperina e nitazoxanida |
Other Titles: | Design, synthesis and evaluation of the anti-Trypanosoma cruzi activity of new molecular hybrids of piperine and nitazoxanide |
Authors: | Oliveto, Luiz Henrique de Carvalho| |
Orientador(a): | Lima, Marco Edilson Freire de |
Primeiro coorientador: | Graebin, Cedric Stephan |
Primeiro membro da banca: | Lima, Marco Edilson Freire de |
Segundo membro da banca: | Wanderlind, Eduardo Hillmann |
Terceiro membro da banca: | Trossini, Gustavo Henrique Goulart |
Keywords: | Acoplamento de amida;Doença de Chagas;Piperina;Amide Coupling;Chagas Disease;Piperine |
Área(s) do CNPq: | Química Química |
Idioma: | por |
Issue Date: | 27-Jun-2024 |
Publisher: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UFRRJ |
Departamento: | Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Citation: | OLIVETO, Luiz Henrique de Carvalho. Planejamento, síntese e avaliação da atividade anti-Trypanosoma cruzi de novos híbridos moleculares da piperina e nitazoxanida. 2024. 170 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2024. |
Abstract: | A doença de Chagas (DC) é uma doença tropical negligenciada (DTN), causada pelo protozoário hemoflagelado Tr;panosoma cruzi. A DC possui diferentes formas de contágio, sendo a principal delas a vetorial, através da picada de insetos da família Reduviidae (subfamília Triatominae). Contudo, a transmissão pode se dar ainda de forma vertical, da mãe para o filho, através da placenta ou da amamentação; por transfusão sanguínea; através de acidentes de laboratório; ou por via oral, também chamada de transmissão à distância, que se dá através do consumo in natura de alimentos contendo insetos contaminados. O T. cruzi possui um ciclo evolutivo complexo, apresentando três formas evolutivas distintas ( epimastigota, amastigota e tripomastigota). A evolução da infecção se divide em três fases: a fase aguda, a indeterminada e a fase crônica. Nesta última ocorrem danos, principalmente, do trato digestório e do sistema cardíaco, em aproximadamente 30% dos pacientes infectados. Dados recentes da literatura evidenciaram uma nova forma de amastigota, o amastigota dormente, que se aloja em células de tecidos profundos e pouco vascularizados, formando ninhos, sendo aptos a reiniciar o ciclo da doença a qualquer momento. Estima-se que a doença atinja de 6 a 8 milhões de pessoas em todo o Mundo e que cause aproximadamente 50 mil mortes. Há apenas dois fármacos que são utilizados no tratamento dos pacientes chagásicos: o nitroimidazol, benznidazol, e o derivado nitrofurânico, nifurtimox. Devido a efeitos genotóxicos o uso do nifurtimox foi descontinuado no Brasil, restando apenas o benznidazol como alternativa terapêutica para a quimioterapia da doença de Chagas. Os fármacos citados não demonstram atividade efetiva na fase crônica da infecção, o que aponta para a necessidade do desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas que atendam aos pacientes chagásicos crônicos. Um produto de origem natural que apresenta uma boa atividade in vitro frente ao T. cruzi é a amida piperina. Esta amida pode ser isolada em rendimentos que variam de 3 a 10%, a partir dos frutos secos de Piper nigrum (pimenta-do-reino). A estrutura química da piperina pode ser dividida em três subunidades principais, sendo elas: um anel aromático trissubstituído; um dieno conjugado, espaçador, com quatro carbonos; além de uma fração do tipo amidapiperidinil. Diferentes abordagens já foram empregadas, visando a melhor compreensão da relação estrutura-atividade (REA) da piperina, que levaram à preparação de diferentes famílias de derivados desta importante amida natural. Neste trabalho, propomos a utilização da estratégia de hibridação molecular da piperina com o núcleo nitro-tiazol, farmacóforo presente na estrutura do fármaco antiparasitário nitazoxanida (Annita®). Dados da literatura demonstram que nitro-heterociclos interferem no equilíbrio redox da célula do parasito, que sendo mais sensível à presença de espécies radicalares de oxigênio e nitrogênio, são mais afetadas por eles do que as células de mamíferos. Assim, os compostos planejados têm grande potencial de apresentarem toxicidez seletiva frente a células do parasito. Resultados preliminares, extremamente promissores, obtidos in vitro frente a amastigotas de T. cruzi ( cepa tulahuen LaCZ, C2C3) de um híbrido piperina- nitazoxanida sintetizado neste trabalho, validam a estratégia de planejamento molecular preconizada. Os híbridos foram preparados em rendimento entre 24 e 4 7%, através de reação de acoplamento entre ácidos carboxílicos e amidas, em presença HATU. Os testes em T. cruzi demonstraram-se positivos, com destaque ao híbrido principal, LOP-04, que apresentou resultado de IC5o na casa de 2 micromolar. Houve destaque de outros dois compostos, ME-04 e ME-05, ambos demonstraram bons índices de seletividade, 18,40 e 17,58, respectivamente. O conjunto de dados obtidos permitiu traçar um estudo de REA buscando compreender quais porções das moléculas planejadas contribuíram para a atividade tripanocida. |
Abstract: | Chagas disease (CD) is a neglected tropical disease (NTD) caused by the hemoflagellate protozoan Trypanosoma cruzi. CD has various modes of transmission, with the primary one being vectorial, through the bite of insects from the Reduviidae family ( subfamil y Triatominae ). However, transmission can also occur vertically from mother to child, through the placenta or breastfeeding, by blood transfusion, laboratory accidents, or orally, also known as distant transmission, through consuming raw food containing contaminated insects. T. cruzihas has a complex life cycle, presenting three distinct evolutive forms ( epimastigote, amastigote, and trypomastigote ). The progression of the infection is divided into three phases: acute, indeterminate, and chronic. ln the chronic phase, damage occurs mainly to the digestive tract and the cardiac system in approximately 30% of infected patients. Recent literature data have revealed a new form of amastigote, the dormant amastigote, which lodges in cells of deep and poorly vascularized tissues, forming nests and being capable of restarting the disease cycle at any time. It is estimated that the disease affects 6 to 8 million people worldwide and causes approximately 50,000 deaths. There are only two drugs used in the treatment of Chagas disease patients: nitroimidazole, benznidazole, and the nitrofuran derivative, nifurtimox. Due to genotoxic effects, the use of nifurtimox has been discontinued in Brazil, leaving only benznidazole as a therapeutic altemative for the chemotherapy of Chagas disease. These drugs do not show effective activity in the chronic phase of the infection, highlighting the need to develop new therapeutic altematives for chronic Chagas disease patients. The amide piperine is a natural product that shows good in vitro activity against T. cruzi. This amide can be isolated in yields ranging from 3 to 10% from the dried fruits of Piper nigrum (black pepper). The chemical structure of piperine is divided into three main subunits: a trisubstituted aromatic ring, a conjugated diene spacer with four carbons, and a piperidinyl amide fraction. Different approaches have been employed to better understand the structure-activity relationship (SAR) of piperine, leading to the preparation of different families of derivatives of this essential natural amide. ln this work, we propose using the molecular hybridization strategy of piperine with the nitro-thiazole nucleus, a pharmacophore present in the structure of the antiparasitic drug nitazoxanide (Annita®). Literature data demonstrate that nitro-heterocycles interfere with the redox balance of the parasite cell, which, being more sensitive to the presence of radical oxygen and nitrogen species, is more affected by them than mammalian cells. Thus, the planned compounds have great potential to present selective toxicity against parasite cells. Auspicious preliminary results obtained in vitro against amastigotes of T. cruzi (strain Tulahuen LaCZ, C2C3) of a piperine-nitazoxanide hybrid synthesized in this work validate the proposed molecular design strategy. The hybrids were prepared in yields ranging from 24 to 47% through a coupling reaction between carboxylic acids and amides in the presence of HATU. The tests in T. cruzi showed positive results, highlighting the main hybrid, LOP-04, which presented an lCso result in the range of 2 µM. Two other compounds, ME-04 and ME-05, also showed good selectivity índices, 18.40 and 17.58, respectively. The data set obtained allowed us to understand and outline an SAR study to analyze which portions of the molecules contributed to their antitrypanosomal activity. |
URI: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/20003 |
Appears in Collections: | Mestrado em Química |
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