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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Avaliação da atividade tóxica e investigação sobre os prováveis mecanismos de ação de diarileptanoides naturais, seus derivados e análogos frente ao Trypanosoma cruzi
Other Titles: Evaluation of cytotoxic activity and investigation towards possible mechanisms of action of natural diarylheptanoids, derivatives and analogs against Trypanosoma cruzi
???metadata.dc.creator???: Santiago, Vitor Sueth 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Lima, Marco Edilson Freire de
First advisor-co: Decoté-Ricardo, Débora
???metadata.dc.contributor.referee1???: Morrot, Alexandre
???metadata.dc.contributor.referee2???: Fraga, Carlos Alberto Manssour
???metadata.dc.contributor.referee3???: Silva, Fernando de Carvalho da
???metadata.dc.contributor.referee4???: Almeida, Wanda Pereira
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho teve como principal objetivo a caracterização da atividade tripanocida da curcumina, bem como a síntese diversos derivados estruturalmente análogos a fim de investigar relações entre a estrutura química e a atividade biológica. O isolamento da curcumina da matriz natural foi realizado juntamente com outros dois curcuminoides, que em conjunto com um terceiro (ciclocurcumina) formou o primeiro conjunto de compostos submetido a uma triagem biológica sobre formas epimastigotas de T. cruzi (cepa Dm28c). Nesta triagem foi detectado como farmacóforo a subunidade 1,3-dicetona e o grupamento metoxila na posição 3 do anel aromático. Em seguida, foi sintetizada uma coleção de derivados com modificações em três subunidades estruturais da curcumina, os quais foram submetidos a uma triagem frente ao parasito. Três dos análogos sintéticos apresentaram atividade tóxica frente ao parasito de maneira superior ao produto natural. Em seguida, usando informações da primeira triagem, procedeu-se para a síntese de análogos estruturalmente restritos, os quais apresentaram um importante resultado acerca dos aspectos conformacionais associados ao tamanho do anel utilizado para a restrição. Em paralelo foi sintetizada uma série de derivados estruturalmente originais explorando a potencial relação bioisostérica entre a subunidade 1,3-dicetona e o anel pirimidínico. Após triagem de todos os derivados frente a formas epimastigotas de T. cruzi, foi realizado um ensaio de viabilidade celular onde três derivados sintéticos demonstraram toxicidade seletiva frente ao parasito nas concentrações testadas: (E) -2- (4-hidróxi-3-metoxibenzilideno) – 6 - ((E) – 3 - (4 - hidróxi- 3- -metoxifenil) acriloil) cicloexanona, (2E,6E) -2,6-bis (4 – hidróxi – 3 - metoxibenzilideno) cicloexanona e 2-cloro-4,4'- ((1E,1'E) – pirimidina - 4,6 - diilbis (eteno - 2,1-diil)) bis (2-metoxifenol). Estes derivados foram utilizados em um modelo de macrófagos infectados, onde provaram ser tóxicos tanto para formas tripomastigotas quanto para formas amastigotas do parasito. Na investigação do provável mecanimo de ação desta classe de compostos, os parasitos tratados com curcumina foram submetidos à microscopia eletrônica, onde foram observadas alterações ultraestruturais no parasito que sugerem como alvos a CYP51 e a tubulina. O ensaio de quantificação dos lipídios não-saponificáveis da membrana celular de T. cruzi sugere que não houve inibição de CYP51, ao passo que a citometria de fluxo das culturas tratadas mostrou um perfil característico de substâncias que atuam sobre os microtúbulos das células, se ligando à tubulina. Foi então construída por modelagem molecular um modelo de tubulina de T. cruzi onde os curcuminoides naturais ativos foram ancorados, e as pontuações do ancoramento foram coerentes com os valores de CI50 encontrados.
Abstract: This work aimed to characterize the trypanocidal activity of curcumin, as well as synthesise a set of structurally-related compounds to investigate the relationships between chemical structure and biological activity (SAR). The isolation of natural curcumin was carried along with two other natural curcuminoides, which together with a third (cyclocurcumin) formed the very first set of derivatives subjected to a screening against epimastigotes forms of T. cruzi (Dm28c strain). This screening pointed out the 1,3-diketone moiety as well as the methoxyl- group in the position 3 of the aromatic ring as potencial pharmacophores. Then, a set of synthetic analogues were prepared based on rational changes on the three structural subunits present in curcumin. These synthetic derivatives were subjected to the same screening, and three of them showed superior trypanocidal activity compared to the natural product. Then, taking the informations obtained from this first screening, the synthesis of constrained analogues were performed which showed an interesting result based on the ring-size of the derivatives. In parallel, a series of 1,3-pyrimidine derivatives were prepared, based on potential bioisosteric relationships between the 1,3-diketone moiety and the 1,3-pyrimidine heterocycle. All the derivatives obtained were tested against T. cruzi, and those shown trypanocidal activity were submited to a cell viability assay, where three of the synthetic derivatives demonstrated selective toxicity against the parasite: (E) – 2 - (4 – hydroxy - 3-methoxybenzylidene) – 6 - ((E) – 3 - (4 – hydroxy – 3 - methoxyphenyl) acryloyl) cyclohexanone; (2E,6E) - 2,6 – bis (4 – hydroxy – 3 -methoxybenzylidene) cyclohexanone and 4,4 '- ((1E,1'E) - (2 – chloropyrimidine - 4,6 - diyl) bis (ethene - 2,1 - diyl)) bis (2 -methoxyphenol). These derivatives were tested in an assay of infected macrophages, and they prove to be toxic for both parasite forms (trypomastigote and amastigote). The investigation of the probable mechanism of action started with a scanning/transmission electronic microscopy of the curcumin-treated parasites in a sublethal dose. The analysis of ultraestructural changes in parasite treated cells suggested the enzyme CYP51 as well as tubulin as possible targets for curcumin. The HPLC analysis of the membrane lipids of treated parasites showed no difference when compared to non treated control. The flow cytometry analysis showed a characteristic profile similar to those compounds who binds to tubulin and disrupts microtubules. To improve this hypothesis, the T. cruzi tubulin was modelled by homology and the curcuminoids were docked at the literature known curcumin site. The results obtained showed a good correlation between the best-scored poses obtained from the docking study and the experimental IC50 values obtained from the assays of the natural derivatives against parasite cells.
Keywords: Chagas disease
Medicinal Chemistry
Curcumin.
Doença de Chagas
Química Medicinal
Curcumina
???metadata.dc.subject.cnpq???: Química
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Ciências Exatas
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Química
Citation: SUETH-SANTIAGO, Vitor. Avaliação da Atividade Tóxica e Investigação Sobre os Prováveis Mecanismos de Ação de Diarileptanoides Naturais, Seus Derivados e Análogos Frente ao Trypanosoma cruzi. 2015, 274 p. Tese (Doutorado em Química, área de concentração Química Orgânica – Química Medicinal). Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/1290
Issue Date: 16-Oct-2015
Appears in Collections:DOUTORADO EM QUÍMICA

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