Desreplicação molecular de espécies vegetais, simplificação e análise farmacocinética in vitro de análogos de licarina-a como protótipo de potenciais antiparasitários e antitumorais
Data
2018-09-14
Autores
Morais, Thiago Rahal 
Orientadores
Lago, João Henrique Ghilardi
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
In the following work, the cytotoxic and antiparasitic activities were evaluated as well as the molecular dereplication (by HPLC and NMR) of the hexanic and methanolic extracts of different Piper plants (P. arboreum, P. solmnsianum, P. cernuum, P. gaudichaudianum, P. aduncum, P. umbellatum and P. regnellii). Among the extracts studied, those belonging to the species P. cernuum were selected for a biomonitoring chemical study, since the leaf and branch extracts presented cytotoxic and antiparasitic potential. From this process, three lignans (cubebin, hinokinin and kusunokinin) were isolated from the leaves, the latter two occurring for the first time in the species. From the branches was isolated and characterized the bornyl p-coumarate as bioactive compound, whose occurrence is being described for the first time in the species. In addition to these active compounds, two inactive sesquiterpenes were obtained (epi-dihydroagarofuran and 11-hydroxy-4,5-secoeudesman-4,5-dione), also described for the first time in the species. In addition, extracts from the leaves of P. regnellii were submitted to chromatographic fractionation biomonitored by the antiparasitary and cytotoxic activities evaluation from which the neolignan licarin A was isolated and identified. From this bioactive compound and aiming the establishment of SAR (six structures were prepared from methylation, acetylation, allylation, Claisen-like and iodocyclization reactions that were tested for their antiparasitic and cytotoxic activities. In advance of this study, simpler structures were planned with the aim of molecular optimization, maintaining the characteristics of the pharmacophore present in the licarin A derivatives (eugenol, isoeugenol, vanillin and vanillic alcohol) and meeting the initial parameters of pharmacokinetics (ADME), especially in the absorption aspect (A). Thus, in vitro models of permeability of the gastro-intestinal tract and blood-brain barrier (PAMPA-GIT / BBB) and tissue permeability of the intestinal membrane of CD-1 mice (ex vivo model) were performed using the Ussing method. The simpler analogues were easier to permeate the membranes of the various models due to the lower partition coefficient compared to the licarin A derivatives (log P ≥ 4), a major factor required in the development of new drugs. The 2-allyl derivative of licarin-A exhibited higher activity against T. cruzi trypomastigotes with EC50 = 5.0 μM. In contrast, the 2-allylated derivative of isoeugenol presented values of EC50 = 21.2 and 10.4 μM for trypomastigote and amastigote forms, respectively. We concluded that the 2-allyl-isoeugenol analogue maintained the cytotoxic characteristics for tumor and antiparasitic lines indicating the structural particularity and importance attributed to the phenolic and propenyl groups present, in addition to having greater effectiveness in the permeability which makes this compound a good prototype for future studies of new molecular optimization and in vivo assays.
No presente trabalho foram avaliadas as atividades citotóxica e antiparasitária bem como a desreplicação molecular (por CLAE e RMN) dos extratos hexânicos e metanólicos de diferentes vegetais do gênero Piper (P. arboreum, P. solmnsianum, P. cernuum, P. gaudichaudianum, P. aduncum, P. umbellatum e P. regnellii). Dentre os extratos estudados, aqueles pertencentes à espécie P. cernuum foram selecionados para estudo químico biomonitorado visto que os extratos das folhas e galhos apresentaram potencial citotóxico e antiparasitário. Deste processo foram isoladas, das folhas, três lignanas (cubebina, hinokinina e kusunokinina), sendo as duas últimas ocorrendo pela primeira vez na espécie. Dos galhos foi isolado e caracterizado o p-cumarato de bornila como composto bioativo, cuja ocorrência está sendo descrita pela primeira vez na espécie. Além desses compostos ativos, foram obtidos dois sesquiterpenos inativos (epi-diidroagarofurano e 11-hidroxi-4,5-secoeudesmano-4,5-diona), também descritos pela primeira vez na espécie. Além disso, extratos oriundos das folhas de P. regnellii, foram submetidos a fracionamento cromatográfico biomonitorado pelos ensaios de avaliação das atividades antiparasitária e citotóxica de onde foi isolada e identificada a neolignana licarina A. A partir deste composto bioativo e visando o estabelecimento de REA (relações estrutura/atividade) foram preparados seis derivados a partir de reações de metilação, acetilação, alilação, do tipo Claisen e iodociclização, que foram testados quanto suas atividades antiparasitária e citotóxica. Em avanço a este estudo, foram planejadas estruturas mais simples com o intuito de otimização molecular, mantendo-se as características do farmacóforo presente nos derivados de licarina A (eugenol, isoeugenol, vanilina e álcool vanílico) e que atendessem os parâmetros iniciais da farmacocinética (ADME), especialmente no quesito de absorção (A). Assim sendo, foram realizados ensaios com modelos in vitro de permeabilidade do trato gastrointestinal e barreira hemato-encefálica (PAMPA-TGI/BBB) e da permeabilidade tecidual da membrana de intestino de camundongos CD-1 (modelo ex vivo) pelo método de Ussing. Os análogos mais simples apresentaram maior facilidade em permear as membranas dos diversos modelos devido a de menor coeficiente de partição em comparação com os derivados de licarina A (log P ≥4), um dos principais fatores requeridos no âmbito do desenvolvimento de novos fármacos. O derivado 2-alilado de licarina-A exibiu maior atividade frente a tripomastigotas de T. cruzi com valor de CE50 = 5,0 µM. Em contrapartida, o derivado 2-alilado de isoeugenol apresentou valores de CE50 = 21,2 e 10,4 µM para as formas tripomastigotas e amastigotas, respectivamente. Deste estudo englobando a REA e a avaliação farmacocinética, concluímos que o análogo simplificado 2-alil-isoeugenol manteve as características citotóxicas para as linhagens tumorais e antiparasitárias indicando a particularidade estrutural e importância atribuída aos grupos fenólico e propenílico presentes, além de ter maior efetividade na permeabilidade celular, o que torna este composto um bom protótipo para futuros estudos de novo de otimização molecular e ensaios in vivo.
No presente trabalho foram avaliadas as atividades citotóxica e antiparasitária bem como a desreplicação molecular (por CLAE e RMN) dos extratos hexânicos e metanólicos de diferentes vegetais do gênero Piper (P. arboreum, P. solmnsianum, P. cernuum, P. gaudichaudianum, P. aduncum, P. umbellatum e P. regnellii). Dentre os extratos estudados, aqueles pertencentes à espécie P. cernuum foram selecionados para estudo químico biomonitorado visto que os extratos das folhas e galhos apresentaram potencial citotóxico e antiparasitário. Deste processo foram isoladas, das folhas, três lignanas (cubebina, hinokinina e kusunokinina), sendo as duas últimas ocorrendo pela primeira vez na espécie. Dos galhos foi isolado e caracterizado o p-cumarato de bornila como composto bioativo, cuja ocorrência está sendo descrita pela primeira vez na espécie. Além desses compostos ativos, foram obtidos dois sesquiterpenos inativos (epi-diidroagarofurano e 11-hidroxi-4,5-secoeudesmano-4,5-diona), também descritos pela primeira vez na espécie. Além disso, extratos oriundos das folhas de P. regnellii, foram submetidos a fracionamento cromatográfico biomonitorado pelos ensaios de avaliação das atividades antiparasitária e citotóxica de onde foi isolada e identificada a neolignana licarina A. A partir deste composto bioativo e visando o estabelecimento de REA (relações estrutura/atividade) foram preparados seis derivados a partir de reações de metilação, acetilação, alilação, do tipo Claisen e iodociclização, que foram testados quanto suas atividades antiparasitária e citotóxica. Em avanço a este estudo, foram planejadas estruturas mais simples com o intuito de otimização molecular, mantendo-se as características do farmacóforo presente nos derivados de licarina A (eugenol, isoeugenol, vanilina e álcool vanílico) e que atendessem os parâmetros iniciais da farmacocinética (ADME), especialmente no quesito de absorção (A). Assim sendo, foram realizados ensaios com modelos in vitro de permeabilidade do trato gastrointestinal e barreira hemato-encefálica (PAMPA-TGI/BBB) e da permeabilidade tecidual da membrana de intestino de camundongos CD-1 (modelo ex vivo) pelo método de Ussing. Os análogos mais simples apresentaram maior facilidade em permear as membranas dos diversos modelos devido a de menor coeficiente de partição em comparação com os derivados de licarina A (log P ≥4), um dos principais fatores requeridos no âmbito do desenvolvimento de novos fármacos. O derivado 2-alilado de licarina-A exibiu maior atividade frente a tripomastigotas de T. cruzi com valor de CE50 = 5,0 µM. Em contrapartida, o derivado 2-alilado de isoeugenol apresentou valores de CE50 = 21,2 e 10,4 µM para as formas tripomastigotas e amastigotas, respectivamente. Deste estudo englobando a REA e a avaliação farmacocinética, concluímos que o análogo simplificado 2-alil-isoeugenol manteve as características citotóxicas para as linhagens tumorais e antiparasitárias indicando a particularidade estrutural e importância atribuída aos grupos fenólico e propenílico presentes, além de ter maior efetividade na permeabilidade celular, o que torna este composto um bom protótipo para futuros estudos de novo de otimização molecular e ensaios in vivo.