Os fármacos atualmente disponíveis para o tratamento da Doença de Chagas e leishmaniose possuem eficácia insatisfatória, principalmente devido à resistência parasitária e reações adversas severas. Duas entomobactérias, Photorhabdus luminescens e Xenorhabdus nematophila, produzem uma variedade de metabólicos secundários tóxicos a células eucarióticas. Diante disto, testou-se a toxicidade de metabólitos secretados por P. luminescens e X. nematophila sobre Leishmania amazonensis e Trypanosoma cruzi, in vitro. Os meios condicionados de ambas bactérias mostraram significativo efeito parasiticida de forma concentração e tempo-dependente (L. amazonensis: IC50 P. luminescens = 21,80 μg/mL e X. nematophila = 0,33 mg/mL; T. cruzi: IC50 P. luminescens = 1,0 mg/mL e IC50 X. nematophila = 0,34 mg/mL) e apresentaram alta seletividade ao parasito (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3.92 e SIX. nematophila = 19,85; T. cruzi: SIP. luminescens = 7,23 e SIX. nematophila = 14.17 para promastigotas e tripomastigotas, respectivamente). Além disso, os metabolitos estimulam a atividade de macrófagos contra amastigotas por um mecanismo independente de óxido nítrico. Com relação à caracterização dos compostos antiparasitários, sugere-se que moléculas com diferentes características atuem sobre cada parasito. P. luminescens secreta uma molécula leishmanicida de natureza peptídica menor que 3 kDa e uma molécula tripanocida de natureza não proteica, resistente a aquecimento a 100 ºC. X. nematophila produz uma molécula leishmanicida de polaridade inferior à tripanocida, uma vez que a atividade antiparasitária ficou em fases diferentes na extração com metanol. O mecanismo de ação de ambas bactérias sobre promastigotas parece estar relacionado à lesão mitocondrial, uma vez que ambas levaram à despolarização da membrana mitocondrial. X. nematophila, além disso, estimula a produção de ROS pelas formas promastigotas. A seletividade pelo parasito aliada a baixa citotoxicidade tornam estas bactérias promissoras fontes de compostos com potencial terapêutico contra leishmanioses e doença de Chagas. / Drugs currently available for Chagas disease and leishmaniasis have unsatisfactory efficacy, mainly due to parasitic resistance and severe adverse reactions. Two entomobacteria, Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila, produce a variety of secondary metabolites toxic to eukaryotic cells. So, the toxicity of the metabolites secreted by Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila were tested against Trypanosoma cruzi and Leishmania amazonensis. The mean values of both bacteria showed a significant concentration-dependent and time-dependent effect 14.17 (L. amazonensis: IC50P. luminescens = 21.80 μg / mL and IC50X. nematophila = 0.33 mg / mL, T. cruzi: IC50P. luminescens = 1,0 mg/mL and IC50X. nematophila = 0 , 34 mg / mL), and showed a high selectivity to the parasite (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3,92 and SIX.nematophila = 19.85, T. cruzi: SIP. luminescens = 7.23 and SIX.nematophila = 14.17 for promastigotes and trypomastigotes, respectively). In addition, cultures stimulate the activity of macrophages against amastigotes by an independent mechanism of nitric oxide. Regarding the characterization of antiparasitic compounds, it is suggested that molecules with different characteristics act on each parasite. P. luminescens secretes a leishmanicidal peptide molecule lesser than 3 kDa and a trypanocidal molecule of non-protein nature, resistant to heating at 100 °C. X. nematophila produces a leishmanicidal molecule of lower polarity than trypanocidal, since antiparasitic activity was at different phases in methanol extraction. The mechanism of action of both bacteria on promastigotes seems to be related to the mitochondrial injury, since both led to the depolarization of the mitochondrial membrane. X. nematophila, furthermore, stimulates the production of ROS by the promastigote. Selectivity by the parasite coupled with low cytotoxicity makes these bacteria promising sources of compounds with therapeutic potential against leishmaniasis or Chagas' disease.

A primaquina (PQ), um derivado 8-aminoquinolínico [8-(4-amino-1-metilbutilamino)-6metoxiquinolina], é um fármaco normalmente usado contra a malária, mas tem sido, também empregado no tratamento da doença de Chagas, agindo, muito eficazmente, como agente tripanomicida, por intermédio de seus metabólitos. O metabólito 5hidroxiprimaquina (5-HPQ), formado pela oxidação da primaquina dentro do organismo humano, foi identificado em fluídos biológicos e é considerado o principal produto com ação citotóxica sobre o Trypanosoma cruzi. Técnicas eletroquímicas foram empregadas para estudar o mecanismo de oxidação da PQ in vitro na tentativa de correlacionar os resultados obtidos, com os dados disponíveis de estudos in vivo. Utilizou-se eletrodo de carbono vítreo (ECV) e diferentes tipos de técnicas, como voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial e cronoamperometria, trabalhando-se em meio aquoso, tampão Britton-Robson, pH 7,40, para determinação do número de elétrons envolvidos na etapa determinante da reação. O mecanismo eletroquímico de oxidação da PQ, envolveu a perda de 1 elétron em um processo irreversível, registrado em Epa,1 a +0,788 V, resultando na formação de cátion radical durante a primeira varredura no sentido positivo de potencial. Após a inversão da varredura de potencial, registrou-se um pico catódico, Epc,1 a -0,160 V, dependente do processo principal. Voltamogramas cíclicos realizados em meio não aquoso indicaram que a etapa eletroquímica inicial é seguida de uma etapa química envolvendo a captura nucleofílica do cátion radical. No segundo ciclo de varredura, registrou-se um segundo pico anódico, Epa,2, a -0,079 V, componente anódico de Epc,1. Assim, um novo par redox passou a ser observado, dependente da oxidação primária da PQ, mas registrado em potencial muito menos positivo do que a oxidação da PQ, composto de partida. Este novo processo redox, típico do par quinonalhidroquinona, está envolvido em vários outros processos descritos na literatura, e pressupõe que, após a captura nucleofílica do cátion radical, ocorra outra etapa eletroquímica, no potencial aplicado, envolvendo a perda de 3 elétrons e 3 prótons, com formação de uma quinona-i mina. A subseqüente hidrólise da imina produz o derivado quinoidal e diamina primária. Voltamogramas cíclicos registrados em solução de 5-HPQ e m-anisidina confirmaram o mecanismo proposto. Devido à ausência de fenõmenos de adsorção, utilizou-se com sucesso o eletrodo de diamante dopado com boro (EDDB), no formato pIano, para a determinação analítica de PQ em formulação farmacêutica comercial, empregando-se a voltametria de pulso diferencial. Enquanto o ECV foi mais efetivo para a proposição do mecanismo, principalmente devido às características de adsorção superficial, o EDDB permitiu o desenvolvimento de um método analítico para a quantificação de PQ, devido à ausência de adsorção superficial. / Primaquine (PQ), an 8-aminoquinolinic compound, is the clinical drug of choice for the radical cure of relapsing malaria. This drug has also been being used against the Chagas disease, acting very efficiently, through their metabolites, which present trypanosomicide action. The metabolite 5-hydroxyprimaquine (5-HPQ) was identified in human biological fluids, during in vivo studies, as the main oxidation product of PQ, with cytotoxic action against Trypanosoma cruzi. Electrochemical techniques were used to study, in vitro, the PQ oxidation redox mechanism and the goal was to try correlating the electrochemical data to the biological information, previously reported. Glassy carbon electrode (GCE) associated to cyclic and differential pulse voltammetry and cronoamperommetry in aqueous media, pH 7.40, were used to determine de number of electrons involved in the determinant step of PQ electrochemical oxidation. The primary oxidation of PQ involved the loss of 1 electron in an irreversible process recorded at Epa,1 = +0,788 V, to produce a cation radical, during the first anodic scan. Reverting the potential sweeping a cathodic peak, Epc,1, was recorded at -0,160 V, which was dependent of Epa,1. Cyclic voltammograms recorded in DMF showed that the initial electrochemical step is followed by a chemical reaction involving the nucleophilic capture of the cation radical. During the second scan, a new anodic peak (Epa,2) was recorded at -0,079 V and corresponds to the anodic component of Epc,1. Therefore a new redox couple, recorded at less positive potential than the PQ oxidation was always observed and shows similar characteristics to those observed for quinoneJhydroquinone redox couple, which is involved is several another electrochemical processes described in the literature. The process presupposes that the nucleophilic capture of the cation radical is followed by another electrochemical step involving the loss of 3 electrons and 3 protons to produce a quinone-imine structure. The further imine hydrolysis produces the quinoidal compound and primary diamine. The purposed mechanism was confirmed by the cyclic voltammograms recorded in 5-HPQ solutions as well as in the solutions of similar compound such as m-anisidine. PQ was determined in commercial pharmaceutical formulations by using differential pulse voltammetry at boron doped diamond electrode (BDDE) associated to the standard addition method. While the GCE was more effective for the mechanism proposition, mainly due its superficial adsorption characteristics, the BDDE, due low superficial adsorptive effects, permitted the development of analytical method for the PQ quantification.

Os fármacos atualmente disponíveis para o tratamento da Doença de Chagas e leishmaniose possuem eficácia insatisfatória, principalmente devido à resistência parasitária e reações adversas severas. Duas entomobactérias, Photorhabdus luminescens e Xenorhabdus nematophila, produzem uma variedade de metabólicos secundários tóxicos a células eucarióticas. Diante disto, testou-se a toxicidade de metabólitos secretados por P. luminescens e X. nematophila sobre Leishmania amazonensis e Trypanosoma cruzi, in vitro. Os meios condicionados de ambas bactérias mostraram significativo efeito parasiticida de forma concentração e tempo-dependente (L. amazonensis: IC50 P. luminescens = 21,80 μg/mL e X. nematophila = 0,33 mg/mL; T. cruzi: IC50 P. luminescens = 1,0 mg/mL e IC50 X. nematophila = 0,34 mg/mL) e apresentaram alta seletividade ao parasito (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3.92 e SIX. nematophila = 19,85; T. cruzi: SIP. luminescens = 7,23 e SIX. nematophila = 14.17 para promastigotas e tripomastigotas, respectivamente). Além disso, os metabolitos estimulam a atividade de macrófagos contra amastigotas por um mecanismo independente de óxido nítrico. Com relação à caracterização dos compostos antiparasitários, sugere-se que moléculas com diferentes características atuem sobre cada parasito. P. luminescens secreta uma molécula leishmanicida de natureza peptídica menor que 3 kDa e uma molécula tripanocida de natureza não proteica, resistente a aquecimento a 100 ºC. X. nematophila produz uma molécula leishmanicida de polaridade inferior à tripanocida, uma vez que a atividade antiparasitária ficou em fases diferentes na extração com metanol. O mecanismo de ação de ambas bactérias sobre promastigotas parece estar relacionado à lesão mitocondrial, uma vez que ambas levaram à despolarização da membrana mitocondrial. X. nematophila, além disso, estimula a produção de ROS pelas formas promastigotas. A seletividade pelo parasito aliada a baixa citotoxicidade tornam estas bactérias promissoras fontes de compostos com potencial terapêutico contra leishmanioses e doença de Chagas. / Drugs currently available for Chagas disease and leishmaniasis have unsatisfactory efficacy, mainly due to parasitic resistance and severe adverse reactions. Two entomobacteria, Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila, produce a variety of secondary metabolites toxic to eukaryotic cells. So, the toxicity of the metabolites secreted by Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila were tested against Trypanosoma cruzi and Leishmania amazonensis. The mean values of both bacteria showed a significant concentration-dependent and time-dependent effect 14.17 (L. amazonensis: IC50P. luminescens = 21.80 μg / mL and IC50X. nematophila = 0.33 mg / mL, T. cruzi: IC50P. luminescens = 1,0 mg/mL and IC50X. nematophila = 0 , 34 mg / mL), and showed a high selectivity to the parasite (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3,92 and SIX.nematophila = 19.85, T. cruzi: SIP. luminescens = 7.23 and SIX.nematophila = 14.17 for promastigotes and trypomastigotes, respectively). In addition, cultures stimulate the activity of macrophages against amastigotes by an independent mechanism of nitric oxide. Regarding the characterization of antiparasitic compounds, it is suggested that molecules with different characteristics act on each parasite. P. luminescens secretes a leishmanicidal peptide molecule lesser than 3 kDa and a trypanocidal molecule of non-protein nature, resistant to heating at 100 °C. X. nematophila produces a leishmanicidal molecule of lower polarity than trypanocidal, since antiparasitic activity was at different phases in methanol extraction. The mechanism of action of both bacteria on promastigotes seems to be related to the mitochondrial injury, since both led to the depolarization of the mitochondrial membrane. X. nematophila, furthermore, stimulates the production of ROS by the promastigote. Selectivity by the parasite coupled with low cytotoxicity makes these bacteria promising sources of compounds with therapeutic potential against leishmaniasis or Chagas' disease.

Os fármacos atualmente disponíveis para o tratamento da Doença de Chagas e leishmaniose possuem eficácia insatisfatória, principalmente devido à resistência parasitária e reações adversas severas. Duas entomobactérias, Photorhabdus luminescens e Xenorhabdus nematophila, produzem uma variedade de metabólicos secundários tóxicos a células eucarióticas. Diante disto, testou-se a toxicidade de metabólitos secretados por P. luminescens e X. nematophila sobre Leishmania amazonensis e Trypanosoma cruzi, in vitro. Os meios condicionados de ambas bactérias mostraram significativo efeito parasiticida de forma concentração e tempo-dependente (L. amazonensis: IC50 P. luminescens = 21,80 μg/mL e X. nematophila = 0,33 mg/mL; T. cruzi: IC50 P. luminescens = 1,0 mg/mL e IC50 X. nematophila = 0,34 mg/mL) e apresentaram alta seletividade ao parasito (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3.92 e SIX. nematophila = 19,85; T. cruzi: SIP. luminescens = 7,23 e SIX. nematophila = 14.17 para promastigotas e tripomastigotas, respectivamente). Além disso, os metabolitos estimulam a atividade de macrófagos contra amastigotas por um mecanismo independente de óxido nítrico. Com relação à caracterização dos compostos antiparasitários, sugere-se que moléculas com diferentes características atuem sobre cada parasito. P. luminescens secreta uma molécula leishmanicida de natureza peptídica menor que 3 kDa e uma molécula tripanocida de natureza não proteica, resistente a aquecimento a 100 ºC. X. nematophila produz uma molécula leishmanicida de polaridade inferior à tripanocida, uma vez que a atividade antiparasitária ficou em fases diferentes na extração com metanol. O mecanismo de ação de ambas bactérias sobre promastigotas parece estar relacionado à lesão mitocondrial, uma vez que ambas levaram à despolarização da membrana mitocondrial. X. nematophila, além disso, estimula a produção de ROS pelas formas promastigotas. A seletividade pelo parasito aliada a baixa citotoxicidade tornam estas bactérias promissoras fontes de compostos com potencial terapêutico contra leishmanioses e doença de Chagas. / Drugs currently available for Chagas disease and leishmaniasis have unsatisfactory efficacy, mainly due to parasitic resistance and severe adverse reactions. Two entomobacteria, Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila, produce a variety of secondary metabolites toxic to eukaryotic cells. So, the toxicity of the metabolites secreted by Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila were tested against Trypanosoma cruzi and Leishmania amazonensis. The mean values of both bacteria showed a significant concentration-dependent and time-dependent effect 14.17 (L. amazonensis: IC50P. luminescens = 21.80 μg / mL and IC50X. nematophila = 0.33 mg / mL, T. cruzi: IC50P. luminescens = 1,0 mg/mL and IC50X. nematophila = 0 , 34 mg / mL), and showed a high selectivity to the parasite (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3,92 and SIX.nematophila = 19.85, T. cruzi: SIP. luminescens = 7.23 and SIX.nematophila = 14.17 for promastigotes and trypomastigotes, respectively). In addition, cultures stimulate the activity of macrophages against amastigotes by an independent mechanism of nitric oxide. Regarding the characterization of antiparasitic compounds, it is suggested that molecules with different characteristics act on each parasite. P. luminescens secretes a leishmanicidal peptide molecule lesser than 3 kDa and a trypanocidal molecule of non-protein nature, resistant to heating at 100 °C. X. nematophila produces a leishmanicidal molecule of lower polarity than trypanocidal, since antiparasitic activity was at different phases in methanol extraction. The mechanism of action of both bacteria on promastigotes seems to be related to the mitochondrial injury, since both led to the depolarization of the mitochondrial membrane. X. nematophila, furthermore, stimulates the production of ROS by the promastigote. Selectivity by the parasite coupled with low cytotoxicity makes these bacteria promising sources of compounds with therapeutic potential against leishmaniasis or Chagas' disease.

A doença de Chagas, parasitose endêmica causada pelo Trypanosoma cruzi, se apresenta como grande causa de morbimortalidade, afetando cerca de 18 milhões de pessoas no continente americano e causando 21.000 mortes, a cada ano. Atualmente, estima-se que 100 milhões de pessoas estejam sob risco de contaminação nos 18 países da área endêmica da doença. A quimioterapia contra a tripanossomíase americana é constituída por apenas dois fármacos, nifurtimox e benznidazol, que não apresentam ação adequada na fase crônica da doença. Por estas razões, é premente a necessidade de novas e mais eficazes alternativas terapêuticas. A cruzaína, mais abundante cisteíno-protease do parasita, é enzima essencial em todos os estágios de modificação celular do parasita e está, também, presente no processo de invasão e modificação do sistema imune do hospedeiro. Além disso, apresenta diferenças em relação a enzimas dessa categoria no hospedeiro. Trata-se, pois, de excelente alvo bioquímico para a pesquisa de novos agentes contra o T. cruzi. Face ao exposto e tendo-se em vista a especificidade da cruzaína, considera-se de grande interesse a compreensão do mecanismo de interação de compostos com essa enzima com o intuito de planejar derivados com atividade antichagásica potencial. O presente trabalho teve o objetivo de elucidar a afinidade de diferentes classes de compostos pela enzima, na busca racional de novos tripanomicidas. Assim, pró-fármacos peptídicos recíprocos, derivados de primaquina(PQ) e de nitrofural(NF), anteriormente sintetizados, e pró-fármacos peptídicos duplos do hidroximetilnitrofural (NFOH) planejados, e cuja síntese foi estudada, foram submetidos a estudos de modelagem molecular e de docking. Os peptídios foram escolhidos com base na cisão específica pelacruzaína. Avaliou-se a interação com a enzima e elucidar o mecanismo de liberação dos fármacos e composto ativo a partir desses derivados. Os estudos indicaram que o melhor transportador a ser utilizado no planejamento de novos pró-fármacos é o dipeptídio LysArg, corroborando o que havia sido observado nos ensaios em cultura de células infectadas . com o T. cruzi. Ante a possibilidade de um segundo mecanismo de ação pela interação entre a Cys25 da cruzaína e o grupo semicarbazona, presente no NF e no NFOH, planejaram-se e sintetizaram-se análogos destes compostos, utilizando bioisosterismo clássico entre enxofre e oxigênio. Estudos de modelagem molecular e docking indicaram a participação também deste mecanismo de ação na atividade dos referidos derivados nitro-heterocíclicos. Todos os bioisósteros apresentaram ação inibitória na cruzaína IC50 entre 2,71 µM e 22,83 µM - evidenciando, também, este mecanismo de ação. Com o objetivo de se estudar a influência do grupamento (tio)semicarbazona presente nos derivados bioisostéricos sintetizados, realizaram-se estudos de QSAR 20 e 3D em série de compostos descritos na literatura, obtendo-se modelos robustos e com grau elevado de predição, comprovando a ação na cruzaína. Tais grupos podem ser utilizados no planejamento de novos tripanomicidas. Complementando a busca racional de novos antichagásicos potenciais, efetuou-se triagem virtual de novos ligantes utilizando o planejamento racional com base na estrutura do receptor (SBDD) a partir de modelo farmacofórico específico obtido para a cruzaína. Esse estudo proporcionou a sugestão de vinte moléculas a partir do banco de dados CHEMDIV, com possível ação inibitória da enzima. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que os estudos realizados com pró-fármacos e análogos por meio de processos racionais de planejamento forneceram dados importantes para a pesquisa de candidatos a novos fármacos antichagásicos. / Chagas \' disease, a parasitosis caused by Trypanosoma cruzi, is an endemic disease that affects most part of Latin America. About 18 million people are infected by the parasite and around 21 thousand deaths are related to Chagas\' disease each year. Nowadays, 100 millions of people are estimated to be under the risk of infection in the 18 countries of the endemic areas. The therapeutic armamentarium available against Chagas\' disease is comprehended by only two drugs, nifurtmox and benznidazol, which are not effective in the chronic phase of the disease. Cruza in, the most abundant cysteine protease of the parasite, is essential in all stages of the cellular development of the parasite and responsible for invasion and modification of the immunologic system of the human host. Besides, it has differences relatively to those enzymes in the humans. So, it is an excellent biochemical target for searching new agents against T. cruzi. This said and in the view of cruzain specificity, understanding the mechanism of interaction of compounds with this enzyme is considered very interesting in order to design derivatives with potential anti-Chagas\'disease. The present work had the objective of elucidating the affinity of different classes \'of compounds to the enzyme, in the rational search for new trypanomicides. So, mutual peptide prodrugs, derived from primaquine (PQ) and nitrofurazone (NF), previously synthesized, and designed double peptide prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), which synthesis has been studied, were submitted to molecular modeling and docking studies. The peptides were chosen based on specific cleavage by cruzain. The interaction with the enzyme and the drug as well as the active compound release mechanism from those derivatives were evaluated. The studies have indicated the dipeptide LysArg as the best carrier to be used in the design of new prodrugs, corroborating what had been earlier observed in the tests of T. cruzi infected cell culture. Based on the possibility of a second mechanism of action through the interaction between cruzain Cys 25 and the semicarbazone group, found in NF and NFOH, analogs of this c/ass of compounds were designed, and synthesized, using classic bioisosterism between sultur and oxygen. Molecular modeling and docking studies have indicated also the participation of this mechanism in the activity of the nitro-heterocyclic compounds referred. All bioisosters showed to inhibit cruzain IC50 between 2.71 µM and 22.83 µM -- also evidencing this mechanism of action. With the purpose of studying the influence of (thio)semicarbazone group present in the synthesized bioisoster derivatives, 20 and 3D QSAR have been developed for a series of compounds reported in the literature, leading to robust and high- preditive leveI models, confirming their action in cruzaine. Those groups might be used in the design of new trypanomicides. Complementing the rational search for new antichagasic compounds, a virtual screening of new ligands, using the structure-based drug design (SBDD) was developed based on a specific pharmacophore model obtained for cruzain. This study have provided the suggestion of twenty compounds from the CHEMDIV data bank with possible inhibitory activity in cruzain. Based on the results obtained, the conclusion is that the studies herein developed with prodrugs and analogs through rational drug design lead to important data towards the research of new candidates as new antichagasic drugs.

Não consta resumo na publicação. / Abstract not available.

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T08:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pellegrino_RosangelaRodriguesLeme_D.pdf: 3578101 bytes, checksum: e26cca52f1def178a516a716cc961293 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: o I vermectin é um agente antiparasitário muito utilizado no combate a endo e ecto parasitas em animais e em humanos. O Ivermectin é encontrado comercialmente em soluções 1% em glicerol, conhecidas como Ivomec@, Eqva1an@, Cardomec@, Mectizan@, Zimectrin@, Heartgard@, Eqvalan@. Ivermectin é uma mistura de dois homólogos contendo mais de 80% Avermectin B1a [C4sH74014], e menos 20% Avermectin Blb[C47Hn014], com massa molecular de 871,10 e 861,10 g moI, respectivamente. Como estes compostos apresentam alto peso molecular, o tratamento biológico não é eficiente para sua degradação. Este efluente pode ser tratado por incineração ou hidrólise alcalina em alta temperatura. Neste estudo utilizou-se uma amostra real de um efluente proveniente de uma industria veterinária produtora do IVOMEC@, com a finalidade de desenvolver um processo alternativo para o tratamento deste efluente. Para isso foi necessário desenvolver e otimizar um reator fotoeletroquímico em escala piloto para o estudo da degradação do I vermectin contido neste efluente. A degradação do Ivermectin foi conduzida através da eletrólise a corrente constante de um volume de 20 litros do efluente contendo aproximadamente 4 rng.L-1 de Ivermectin, por um tempo / Abstract: Ivermectin is widely used as an antiparasitic agent against endo and ectoparasites of animaIs and humans; it has a broad spectrum of activity at low dosage levels. Commercial products (Ivomec@, Eqvalan@, Cardomec@~ Mectizan~ usually contain 1% of Ivermectin in glycerol formulation. Ivermectin is a rnixture oftwo homologs containing more than 80% Avermectin B1a [C48H74014]~ and less than 20% Avermectin B1b[C47H72014], with 871.10 and 861.10 molecular weights respectively. As the compounds present high molecular weight, the conventional biological treatment is not efficient for their degradation. The current methods of Ivermectin degradation are incineration or alkaline hidrolysis at high temperatures. In this study, industrial samples of wastewater ftom a veterinary industry, containing Ivermectin, ftom the region ofCampinas were collected. The main goal ofthe present study w~ to develop and to optimize a photoelectrochemical reactor , in a pilot scale, for the treatment oj eftluent containing Ivermectin. The photoelectrochemical treatment was carried out in a flow cefi reactor, and commercia DSA@ type electrodes with nominal composition of 70Ti02/ 30Ru02~ were used as anodes, and ~ Ti screen as cathode / Doutorado / Engenharia de Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

A doença de Chagas é endemia que afeta grande parte da América Latina. Estima-se que de 18 a 20 milhões de pessoas estejam infectadas pelo parasita causador da doença e que ocorram, aproximadamente, 50.000 mortes relacionadas à doença de Chagas por ano, nos 21 países da área endêmica. O arsenal terapêutico atualmente usado contra a parasitose, constituído por apenas dois fármacos, é insuficiente, considerando-se, também, que ambos não apresentam ação adequada na fase crônica da doença. Em razão de se tratar de parasitose que acomete apenas países em desenvolvimento, o interesse na pesquisa de novos antichagásicos é consideravelmente baixo por parte dos países que se destacam na introdução de novos fármacos na terapêutica. Resta aos países envolvidos a procura por novas alternativas quimioterápicas. Face ao exposto e ante à alta atividade, em testes in vitro contra o Trypanosoma cruzi, do derivado hidroximetilado do nitrofural, intermediário de síntese de bases de Mannich, obtido em trabalhos anteriores, o objetivo do presente projeto foi sintetizar bases de Mannich desse derivado com aminoácidos lisina e arginina e o dipeptídio lisina-arginina resultante. Os compostos foram sintetizados utilizando-se métodos clássicos e alternativos e grupos protetores, normalmente utilizados na síntese de peptídios e outros, tentativamente empregados, como os grupos metílico e etílico. Em adição, experimentos foram efetuados com o objetivo de otimizar a síntese do hidroximetilnitrofural. Os derivados sintetizados foram analisados por IV, RMN 1H e 13C, e alguns deles, também, por espectrometria de massas. Eles serão submetidos a testes in vitro em cultura de células infectadas com T. cruzi tão logo os grupos protetores sejam removidos. Além disso, serão efetuados testes de liberação para estudo da respectiva estabilidade. Dessa forma, esperam-se obter subsídios importantes para estudos mais aprofundados do seu mecanismo de ação e da possível mutagenicidade envolvida. / Chaga\'s disease is an endemic disease that aftects most part of Latin Arnerica. About 18 to 20 million people are infected by the parasite and around 50 thousand deaths are related to Chagas\' disease each year, in the 21 countries of endemic areas. The therapeutic armamentarium available against the disease is constituted by only two drugs and is insufficient, considering, also, that the drugs are not efficient in the chronic phase of the disease. As a parasitosis that only occurs in developing countries, the interest in the research for new antichagasic agents is considerably low in countries that are responsible for the introduction of new drugs in the therapeutics. So, the search for new chemotherapeutic alternatives is a task for the involved countries. In view of the situation and taking into account the high activity in in vitro tests against Trypanosoma cruzi showed by nitrofurazone hydroxymethyl derivative, an intermediary of Mannich bases reaction previously synthesized, the objective of this work was to synthesize its Mannich bases. The carriers used were aminoacids lysine and arginine and its dipeptide, lysinearginine. The compounds were synthesized using classic and alternative methods and protecting groups, currently used in peptide synthesis and others temptatively employed, as methyl and ethyl groups. Also, many experiments were performed in order to achieve the optimization of hydroxymethylnitrofurazone synthesis. The derivatives synthesized were analyzed by IR, 1H and 13C NMR, and some also by mass spectrometry. They will be submitted to in vitro tests with cell infected with T. cruzi as soon as the protecting groups are removed. Besides, tests of drug release will be performed to study their stability. We expect to obtain important information toward better comprehension of their mechanism of action and possible mutagenicity involved.

A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos sistemas biológicos é contrabalanceada pelos sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos. Quando há um desequilíbrio entre a geração de ROS e esses sistemas, ocorre um aumento dessas espécies reativas causando estresse oxidativo, que pode levar a danos a macromoléculas, como lipídios, proteínas e o DNA. Os fármacos doxorrubicina (antineoplásico) e benzonidazol (antiparasitário) são conhecidos por induzir efeitos colaterais que podem estar relacionados ao aumento de ROS. Além disso, ensaios de mutagenicidade demonstram que esses fármacos apresentam atividade mutagênica por danos oxidativos. O Grupo NEQUIMED desenvolve substâncias com potencial atividade antineoplásica e antiparasitária, as quais ainda não foram avaliadas em relação às propriedades tóxicas e genotóxicas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades mutagênicas e de estresse oxidativo dessas novas substâncias, comparando aos fármacos benzonidazol e doxorrubicina. Para detecção de ROS foi realizado o ensaio fluorimétrico utilizando o marcador 2,7-diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA) em linhagens celulares de hepatocarcinoma humano (HepG2) e fibroblasto de camundongo (Balb/C 3T3 clone A31). O estado redox destas células foi avaliado através da quantificação da expressão gênica e do conteúdo proteico das enzimas antioxidantes através das técnicas de qRT-PCR e Western blot, respectivamente. A atividade mutagênica foi analisada com o ensaio Ames miniaturizado Salmonella/microssoma utilizando a linhagem TA102 de Salmonella typhimurium que detecta agentes mutagênicos que causam danos por oxidação. Os resultados mostraram que as substâncias estudadas pelo Grupo não induzem aumento na produção de ROS ou induzem em menores níveis do que doxorrubicina e benzonidazol, além de levar a alterações menos proeminentes que os fármacos para a expressão das proteínas antioxidantes. No ensaio mutagênico, o benzonidazol apresentou o pior perfil, doxorrubicina e Neq0438 somente foram mutagênicos com ativação enzimática, enquanto Neq0551 foi inativo. Assim, as novas substâncias (Neq0438 e Neq0551) apresentaram um perfil melhor do que os fármacos de referência, tornando-os candidatos promissores para estudos in vitro e in vivo subsequentes. / The production of reactive oxygen species (ROS) in biological systems is compensated by the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. The excessive ROS production causes oxidative stress, which can damage important cellular macromolecules such as lipids, proteins and DNA. The drugs doxorubicin (antineoplastic) and benzonidazole (antiparasitic) are both known for their side effects, which can be related to the increase of ROS. Besides, mutagenicity assays show that these drugs have a mutagenic activity via oxidative damages. The research group NEQUIMED studies new substances with potential antineoplastic and antiparasitic activities, but their toxic and genotoxic properties have not been fully evaluated yet. Thus, the aim of this work is to assess the mutagenic potential and the oxidative stress generated by these substances, comparing them to benzonidazole and doxorubicin. The fluorimetric assay using the probe dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA) was used for ROS detection in human hepatocarcinoma (HepG2) and mouse fibroblast (Balb/C 3T3 clone A31) cell lines. The redox state of these cells was evaluate by qRT-PCR and Western blot methods to quantifying gene expression and protein content of the antioxidant enzymes. The mutagenic potential was assessed by the miniaturized Ames text with the Salmonella/microssome mutagenicity assay, using the TA102 strain of Salmonella typhimurium, which detects oxidation damages to the DNA. The new substances did not induce an increase on ROS production, or did in lower levels when compared to doxorubicin and benzonidazole. Moreover, reference drugs also induced greater changes on the expression of the antioxidant enzymes. Benznidazole had a higher mutagenic activity, while Neq0438 and doxorubicin were mutagenic only when incubated with enzymatic activation. Neq0551 was inactive for Ames assay. Therefore, these new substances (Neq0438 and Neq0551) had a better overall profile than the reference drugs, turning out to be promising candidates for further in vitro and in vivo studies.

Em 1968, um composto do tipo 5-nitroimidazol, o megazol, foi sintetizado por Berkelhammer e Asato e demonstrou largo espectro de ação biológica. Em 1980, pesquisadores brasileiros determinaram excelente atividade desta molécula contra o Tripanosoma cruzi, em ratos, por via oral. Constam da literatura quatro rotas para a obtenção deste fármaco, que podem ser otimizadas no tocante ao aumento da produtividade e minimização dos riscos. A nova rota, ora proposta, é uma alternativa para a síntese do megazol, realizada somente em três etapas de fácil execução, abrindo caminho para obtenção de seus análogos estruturais. / In 1968, Berkelhammer and Asato synthesized a compound of the 5-nitroimidazole group, called megazol. This compound demonstrated a high biological activity. In 1980, brazilian researchers tested the megazol in mices and they discovered an excellent activity of this against Chagas\' disease. There are four routes to synthesize these compound indicated in the literature. Actually, these routes can be optimized to achieve the yield and minimization of the risks involved in the unitary processo The new route proposed is an alternative to obtain the megazol in only three stages of easy perform. This method makes way to structural analogues of this drug.