Porcelia macrocarpa r. E. Fries (annonaceae): prospecção de novos compostos com potencial atividade antiparasitária

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Data
2019-04-26
Autores
Oliveira, Emerson Alves De [UNIFESP]
Orientadores
Lago, Joao Henrique Ghilardi [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
Despite the devastating scenario imposed by neglected tropical diseases (NTDs) that affect more than 1.4 billion people worldwide, especially in developing countries, there are no public and private investments for the diagnosis, treatment and research of new therapies. Many of these NTDs are treated with very old, low efficacy drugs that have severe side effects and high toxicity. Brazil has 3 million chronically ill patients suffering from Chagas' disease (CD), an NTD whose etiologic agent is Trypanosoma cruzi. Treatment of CD in the country is performed with a single drug, benznidazole that is ineffective against all stages of the disease. In this context, the present study performed the biomonitoring phytochemical analysis by antiparasitic assays of hexane and dichloromethane extracts of P. macrocarpa seeds, which allowed the isolation of four acetylenic acetogenins (A) (2S, 3R , 4R)-3-hydroxy-4- methyl-2-(n-eicos-11'-in-inyl)butanolide, (B) (2S,3R,4R)-3-hydroxy-4-methyl-2-(neicos- 11'-in-19'-enyl)butanolide, (C) (4R)-3-hydroxy-4-methyl-2-(n-eicos-11'-in-19'- enyl)but-2-enolide (D) 3-hydroxy-4-methylene-2-(n-eicos-11'-in-19'-enyl)but-2- enolide, two of which have not been published in the literature (C and D). All of acetogenins isolates were subjected to antiparasitic testes and two (C and D) were more potent than the standard drug against the amastigotes and trypomastigotes forms of T. cruzi, with IC50 values of 3.6 μM and 27.7 μM (amastigote/trypomastigote) for C and 0.4 μM and 23.0 μM (amastigote/trypomastigote) for D. In addition, all active acetogenins (B-D) were evaluated against NCTC cells, which had no cytotoxicity at the highest concentration (200 μM), except for D, where CC50 was 80.0 μM. The mechanism of action of the most potent acetogenins (C and D) was investigated and the results suggested that the plasma membrane depolarization and the observed change in the electrical potential of the mitochondrial membrane of the parasite may be a result of the lethal action of C and D. Complementary in silico ADMET studies were perfomed with active acetogenins B-D and the following features were indicated: (i) all were suitable for human intestinal absorption (HIA+), (ii) none were substrates of CYP2D6, (vi) except for D, none were substrates for CYP2C9, and (vii) none acted as inhibitors of the following isoforms: CYP3A4, CYP2C9, CYP2C1I9, CYP2D6, or CYP1A2. In addition the active acetogenins B-D are not mutagenic (Ames), carcinogenic, prone to colloidal aggregation. They are also not hERG K+ channel blockers (multi-class) no pan-assay interference compounds (PAINS). Thus, acetogenins C and D can be considered excellent prototypes for the development of drugs, aiming at the effective treatment of Chagas' disease in the acute and chronic phases of the disease.
Porcelia macrocarpa R. E. Fries (Annonaceae): prospecção de novos compostos com potencial atividade antiparasitária. 2019. 204 p. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Biologia Química – Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas – Universidade Federal de São Paulo UNIFESP, Diadema. Apesar do cenário devastador imposto pelas doenças tropicais negligenciadas (DTN) que acometem mais de um 1,4 bilhões de pessoas em todo o mundo, sobretudo nos países em desenvolvimento, não há investimentos públicos e privados para o diagnóstico, tratamento e pesquisa de novas terapias. Muitas destas DTN são tratadas com fármacos muito antigos e de baixa eficácia, além de apresentarem severos efeitos colaterais e alta toxicidade. O Brasil tem três milhões de doentes crônicos que sofrem com a doença de Chagas (DC), uma DTN que tem como agente etiológico o Trypanosoma cruzi. O tratamento da DC no país é realizado com um único fármaco, o benznidazol que é ineficaz contra todas as fases da doença. Inserido neste contexto, o presente estudo realizou a análise fitoquímica biomonitorada por ensaios antiparasitários dos extratos hexânico e diclorometânico das sementes de P. macrocarpa, que possibilitou o isolamento de quatro acetogeninas acetilênicas (A) (2S,3R,4R)-3-hidróxi-4-metil-2-(n-eicos-11’-inil)butanolido, (B) (2S,3R,4R)-3-hidróxi- 4-metil-2-(n- eicos-11'-in-19'-enil)butanolido, (C) (4R)-3-hidróxi-4-metil-2-(n-eicos-11’- in-19’-enil)but-2-enolido (D) 3-hidróxi-4-metileno-2-(n-eicos-11’-in-19’-enil)but-2- enolido, das quais duas inéditas na literatura (C e D). Todas as acetogeninas isoladas foram submetidas a ensaios antiparasitários e duas (C e D) foram mais potentes que o fármaco padrão frente as formas tripomastigotas e amastigotas de T. cruzi, com CI50 de (3,6 e 27,7 μM) e (0,4 e 23,0 μM) respectivamente. Além disso, todas as acetogeninas ativas (B-D) foram avaliadas frente as células NCTC, as quais não apresentaram citotoxicidade na maior concentração avaliada (200 μM), exceto (D) CC50 de (80,0 μM). O mecanismo de ação das acetogeninas mais potentes (C e D) foi investigado e os resultados sugerem, que a despolarização da membrana plasmática e a alteração observada no potencial elétrico da membrana mitocondrial do parasita, podem ser resultado da ação letal de (C e D). Estudos complementares de ADMET in silico foram realizados com as acetogeninas ativas (B-D) e apontaram que todas são aptas para absorção intestinal humana (HIA+), não são substratos para glicoproteína-P, permeiam a barreira hematoencefálica (BBB+), são substratos da CYP3A4, não são substratos da CYP2D6, não são substratos da CYP2C9 exceto (D), não atuam como inibidores das isoformas CYP3A4, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6 e CYP1A2. Além disso, não são mutagênicas (Ames), não são carcinogênicas, não apresentam tendência para agregação coloidal, não são bloqueadores do canal hERG K+ (multi-classe) e não são PAINS (pan-assay interference compounds). Desta forma as acetogeninas (C e D) podem ser consideradas excelentes protótipos para o desenvolvimento de fármacos, visando o tratamento efetivo da DC nas fases aguda e crônica da doença.
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