A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico grave, caracterizado por distúrbios do pensamento, prejuízo da lógica, alterações cognitivas e emocionais, e/ou isolamento social. Apesar da introdução de novos antipsicóticos, um grupo considerável de pacientes ainda é refratário aos tratamentos disponíveis. Além disso, a alta incidência de efeitos adversos leva à baixa adesão ao tratamento em esquizofrênicos. O desenvolvimento de tratamentos mais eficazes e com menor incidência de efeitos adversos, que aumentem a adesão ao tratamento e melhorem a qualidade de vida destes pacientes, é assim altamente desejável. Em uma expedição etnofarmacológica entre os Igbo na Nigéria identificou-se uma preparação a base de plantas usada no tratamento de pacientes com distúrbios mentais. O alcalóide indólico alstonina é o componente majoritário desta preparação, e possui um claro perfil comportamental de antipsicótico atípico em modelos animais de sintomas positivos, com aparentes vantagens em relação à clozapina. Este trabalho teve o objetivo principal de dar continuidade à caracterização de alstonina como fármaco antipsicótico. Demonstramos que este alcalóide aumenta a interação social e previne o déficit de interação social induzido por MK801 em camundongos, sugerindo utilidade da alstonina no manejo de sintomas negativos da esquizofrenia. Quanto ao mecanismo de ação, a avaliação do efeito de alstonina sobre as aminas biogênicas em córtex frontal e estriado de camundongos sugere que este alcalóide potencia a transmissão serotonérgica e aumenta o catabolismo intraneuronal de dopamina. Quanto aos possíveis efeitos adversos, dados preliminares mostram que alstonina não altera os níveis de prolactina, não induz ganho de peso corporal, mas impede a diminuição da glicemia induzida por jejum. Este trabalho confirma o perfil antipsicótico de alstonina bem como a possibilidade de um mecanismo de ação inovador. Os resultados justificam investimento em novos estudos, quer seja para o desenvolvimento de alstonina como fármaco, quer no sentido de trazer inovação farmacodinâmica tão necessária para avançar no tratamento da esquizofrenia. / Schizophrenia is a serious psychiatric illness, characterized by alterations in thought, deficits in logical thinking, changes in cognition and emotion, and/or social isolation. Despite the introduction of newer antipsychotic drugs, a sizable number of patients are still refractory to the available medication. Moreover, the high incidence of side effects determines the low adhesion of patients to treatments. The development of more efficacious treatments with lower incidence of side effects, ameliorating adhesion to treatment and improving patient’s quality of life is, therefore, sorely wanted. During an ethnopharmacological expedition among the Igbo in Nigeria, a plant based treatment to mentally ill patients was identified. The indole alkaloid alstonine is the major component of this remedy and shown to have a clear behavioral profile of an atypical antipsychotic in rodent models, apparently with advantages in comparison to clozapine. This study had the main purpose of continuing the characterization of alstonine as an antipsychotic drug. We show that this alkaloid increases social interaction and prevents MK801-induced social withdrawal in mice, pointing to its utility in managing negative symptoms of schizophrenia. Regarding its mechanism of action, the effects of alstonine on biogenic amines in mice frontal cortex and striatum suggest that it enhances serotonergic neurotransmission and increases the intra neuronal catabolism of dopamine. In relation to possible side effects, preliminary data suggest that alstonine does not affect prolactin levels, does not induce gains in body weight, but prevents the expected fasting-induced decrease in glucose levels. This study corroborates the antipsychotic profile of alstonine, as well as the possibility of an innovative mechanism of action. These results justify further studies either to develop alstonine as a medication, or to bring pharmacodynamic innovation so sorely needed to move forward in the treatment of schizophrenia.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:37:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaquelSM_DISSERT.pdf: 1210364 bytes, checksum: 4fa725d4ec9ab3f0348c1172d9b3ef02 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Toxoplasma gondii is a protozoan parasite that induces behavioral changes in rodents. The aim of this study was to evaluate the effect of infection by T. gondii during the chronic phase in working memory and impulsivity in rodents as well as the effect of antipsychotics to reverse any behavioral changes resulting from infection. Female Wistar rats (n = 40) were infected with 25 cysts of the strain ME-49 T. gondii after 4 months the animals were subjected to behavioral tests: tolerance to delay gratification, in which the animal must choose between two rewards, a smaller and more immediate, but delayed and the test of spontaneous alternation, in which the animal must use spatial cues to remember previously visited arms. Antipsychotic drugs were intraperitoneally administered during the testing of the behavioral experiments, the antipsychotic is haloperidol (1.5 mg / kg) administered 60 min before the start of the session and the antipsychotic clozapine (2.5 mg / kg) 30 min before. Animals infected with the parasite did not show operating deficits of memory, and motor impairment did not develop, however motor impairment was observed only in animals treated with haloperidol. It was found that administration of clozapine and haloperidol increased the percentage of alternation in infected and control groups in task switching espont?nea.N?o no distinction between control animals and infected the test of tolerance to delay gratification in relation to the percentage of choices greatest reward, during the pre-training and training, in which there is a delay of 15 s to access the great reward, however it was observed that infected animals prefer the greatest reward, when there is a delay of 30 s when compared to control group. The administration of clozapine possible that infected animals chose the greatest reward in the delay of 30 seconds during the test. These data suggest that infected mice do not exhibit deficits in working memory and that clozapine has therapeutic efficacy in improving cognitive performance of mice infected / O Toxoplasma gondii ? um protozo?rio parasito que induz altera??es comportamentais em roedores. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da infec??o pelo T.gondii durante a fase cr?nica na mem?ria operacional e na impulsividade de roedores, bem como o efeito de antipsic?ticos em reverter as eventuais altera??es comportamentais decorrentes da infec??o. Ratos wistar f?meas (n=40) foram infectadas com 25 cistos da cepa ME-49 do T. gondii, ap?s 4 meses os animais foram submetidos aos testes comportamentais: toler?ncia ao retardo de gratifica??o, na qual o animal deve escolher entre duas recompensas, uma menor imediata e uma maior, mas com retardo e o teste de altern?ncia espont?nea, na qual o animal deve utilizar pistas espaciais para recordar bra?os previamente visitados. Os antipsicoticos foram administrados via intraperitoneal durante a fase teste dos experimentos comportamentais, sendo o antipsic?tico haloperidol (1,5 mg/kg) administrado 60 min antes do inicio das sess?es e o antipsic?tico clozapina (2,5 mg/kg) 30 min antes. Os animais infectados com o parasito n?o apresentaram d?ficits de memoria operacional, e n?o desenvolveram preju?zo motor, no entanto foi observado preju?zo motor apenas nos animais tratados com haloperidol. Foi verificado que a administra??o de clozapina e haloperidol aumentou a porcentagem de alterna??o em grupos controle e infectado na tarefa de altern?ncia espont?nea.N?o existe distin??o entre animais do grupo controle e infectado no teste de toler?ncia ao retardo de gratifica??o em rela??o a porcentagem de escolhas pela maior recompensa, durante as fases de pr?-treinamento e treinamento, no qual existe um retardo de 15 s para o acesso da grande recompensa, no entanto foi verificado que animais infectados preferem a maior recompensa, quando existe um retardo de 30 s quando comparado ao grupo controle. A administra??o da clozapina possibilitou que os animais infectados escolhessem a maior recompensa, no retardo de 30s na fase teste. Estes dados sugerem que ratos infectados n?o apresentam d?ficits de mem?ria operacional e que a clozapina apresenta efic?cia terap?utica em melhorar o desempenho cognitivo de ratos infectados

Submitted by Ismael Pereira (ismael@neuro.ufrn.br) on 2017-11-03T14:45:12Z No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) / Approved for entry into archive by Ismael Pereira (ismael@neuro.ufrn.br) on 2017-11-03T14:46:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T11:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_AdrianoTort_2005.pdf: 1861214 bytes, checksum: 93eb092dffbce7414f26253895b0ad28 (MD5) Previous issue date: 2005-12 / Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsic?ticos at?picos de baixo pre?o comercial e tamb?m procurar entender o mecanismo de a??o que leva a um perfil antipsic?tico at?pico. Os resultados da tese s?o divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e te?ricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necess?ria primeiramente a programa??o de um software para medir locomo??o em roedores ap?s filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamat?rgico ? que sabidamente est? envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia ? promovendo a capta??o astrocit?ria de glutamato. J? a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de c?lcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado ?s suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopamin?rgicos do tipo D2. A guanosina diminuiu o aumento de locomo??o induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que n?o apresentou efeito sobre o aumento de locomo??o induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsic?tico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomo??o induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que n?o causam efeitos catal?pticos importantes. Portanto, foi conclu?do que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsic?tico at?pico, com as vantagens de j? estarem dispon?veis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsic?ticos at?picos dispon?veis comercialmente nos dias de hoje. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados te?ricos matem?ticos que podem ser derivados da teoria da lei de a??o das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando tamb?m resultados experimentais j? conhecidos de PET. Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferen?as entre os perfis antipsic?ticos at?picos e t?picos em rela??o ? gera??o de sinais extrapiramidais. ? discutido que fatores culturais e comerciais relacionados ? posologia atual empregada no tratamento com antipsic?ticos t?picos podem ser os respons?veis pelas diferen?as de perfis, uma vez que alguns deles s?o prescritos em doses proporcionalmente maiores em rela??o ? sua afinidade, atingindo assim maiores n?veis de bloqueio dopamin?rgico no estriado. Uma curta meia-vida plasm?tica tamb?m ? apontada como um poss?vel par?metro importante na gera??o de um perfil at?pico. ? mostrado ainda alguns erros de concep??o relacionados ao curso temporal da ocupa??o dopamin?rgica que tem sido atualmente cometidos na literatura cient?fica, como o conceito de meia-vida de ocupa??o de receptores. Como um ?ltimo resultado te?rico, ? proposto um algoritmo para a redu??o de dose em pacientes tratados com antipsic?ticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais. / The aims of this work were the search for new atypical antipsychotics presenting low cost and the understanding of the mechanism of action leading to atypical antipsychotic profile. The results obtained are presented in two distinct parts based on their nature, namely, experimental (first part) or theoretical (second part). For the development of the first part, a webcam based software to measure locomotion of rodents was programmed. After that, it was investigated the effect of guanosine, flunarizine and cinnarizine on animal models of psychosis, as well as in other behavioral tasks. Guanosine was chosen because it has been shown to interact with the glutamatergic system ? which is known to be involved in the pathophysiology of schizophrenia ? by promoting astrocytic glutamate reuptake. Flunarizine and cinnarizine, two calcium channel blockers commonly used in many countries to treat vertigo and migraine, were chosen because they were shown to induce extrapyramidal signs in elder patients, which was later related to moderate antagonist properties at dopamine D2 receptors. Guanosine was able to reduce a NMDA antagonist (MK-801) induced hyperlocomotion, whereas it had no effect on the hyperlocomotion induced by amphetamine, and it is discussed that its utility as antipsychotic drug should be further evaluated. Both cinnarizine and flunarizine were able to reduce the hyperlocomotion induced by MK-801 and amphetamine at doses that presented no significant cataleptic behavior. It was therefore concluded that these compounds have a potential atypical antipsychotic profile, with the advantage of already approved for commercial use, presenting well tolerability and very low cost when compared to current commercially available atypical antipsychotics. The second part of this thesis presents some theoretical mathematical results that can be derived from the law of mass action theory applied to receptor binding linked with known PET experimental data. These results present insights to the understanding of the differences between typical and atypical profile of antipsychotics regarding the generation of extrapyramidal syndrome. It is argued that cultural and commercial aspects related to the nowadays employed posology of typical antipsychotics can be responsible for the difference seen in profile, once some typical antipsychotics are prescribed in proportionally higher doses in relation to their affinities, leading therefore to higher dopaminergic blockade. A short plasmatic half-life is also pointed as a possible important factor leading to an atipical profile. Moreover, the second part of this thesis also points to some misconception currently being used in the scientific literature regarding the time-course of dopaminergic occupation, such as the concept of receptor occupation half-life. As a last theoretical based result, it is proposed an algorithm for antipsychotic dose reduction in patients presenting extrapyramidal signs and symptoms.

A introdução dos antipsicóticos na clínica psiquiátrica promoveu intensas mudanças no tratamento dos transtornos mentais. Apesar do sucesso terapêutico, a administração dos primeiros antipsicóticos, conhecidos como agentes típicos, foi associada a sérios efeitos adversos, principalmente sintomas extrapiramidais (SEP), comprometendo a adesão ao tratamento. Os SEP incluem distonias, acatisia, pseudoparkinsonismo e discinesia tardia. Após o surgimento da clozapina, uma nova geração de compostos, conhecida como agentes atípicos, de alto valor terapêutico e reduzida incidência de SEP foi desenvolvida. Investigações conduziram a hipótese dopaminérgica da esquizofrenia e demonstraram que o efeito terapêutico destes agentes está associado ao bloqueio de receptores de dopamina da subfamília D2. Acredita-se que os agentes atípicos ocupem somente cerca de 65-80% dos receptores na região nigroestriatal e por isso atinjam o efeito terapêutico sem desencadear o surgimento de SEP, enquanto que agentes típicos ocupam níveis acima de 80%. Para explicar as diferenças entre agentes típicos e atípicos, foi proposto que, enquanto os primeiros se ligam com alta afinidade e bloqueiam os receptores por um longo período, os atípicos se ligam com baixa afinidade e se dissociam do receptor rapidamente, restabelecendo da sinalização dopaminérgica. Estudos recentes também demonstram o bloqueio de receptores D3 como importante alvo terapêutico para o tratamento da esquizofrenia e da dependência química, entre outros transtornos. Neste trabalho foi utilizada a estrutura tridimensional do receptor humano de dopamina D3 co-cristalizado com a eticloprida para investigar o perfil de ligação dos antipsicóticos eticloprida, haloperidol e risperidona neste receptor, através de métodos computacionais classicos e quânticos. A eticloprida é um potente agente com alta seletividade para receptores D2/D3 e de grande utilidade na pesquisa farmacológica. Este agente consiste no único antipsicótico co-cristalizado com um receptor de dopamina existente no momento. Nossos resultados destacam o papel central do resíduo Asp110 no ancoramento da eticloprida, além dos resíduos Val82, Val107, Cys114, Ser182, Ile183, Val189, Trp342, Phe345, Phe346 e Tyr373. Dentre estes, Val107, Ser182, Phe188, Val82 e Asn185 foram pela primeira vez relacionados diretamente com o mecanismo de ligação da eticloprida no receptor D3. O haloperidol é um agente típico com alta afinidade por receptores da subfamília D2. Apesar de estar associado ao surgimento de SEP, o haloperidol é muito utilizado na clínica por suas propriedades terapêuticas e baixo custo. A compreensão do bloqueio de receptores de dopamina pelo haloperidol é de fundamental importância para o desenvolvimento de derivados/novos compostos com reduzido índice de SEP. Nossos resultados descrevem a orientação do haloperidol durante a interação com o receptor D3 e demonstraram a relevância dos resíduos Asp110, Cys114, Ile183, Phe345, Phe346, Tyr365 e Tyr373. A risperidona é um importante antipsicótico atípico utilizado no tratamento de esquizofrenia e sintomas de irritabilidade associado com autismo em crianças. Em nosso estudo, observamos que a risperidona pode ligar-se no receptor D3 em duas orientações distintas, RO1 e RO2. A análise da contribuição individual de cada resíduo juntamente com simulações de dinâmica molecular indicam que RO2 é mais propensa a desligar-se do receptor do que RO1, sugerindo um perfil de ligação misto, com rápida dissociação de uma fração dos antipsicóticos ligados. Os resultados apresentados neste estudo auxiliam na elucidação do mecanismo de ligação da eticloprida, haloperidol e risperidona no receptor de dopamina D3 e consolidam o uso de ferramentas clássicas e quânticas para a obtenção de estruturas tridimensionais e a análise do perfil de contribuição energética individual dos resíduos de aminoácido que compõem o sítio de ligação do receptor de dopamina D3. / The introduction of antipsychotics in the clinic significantly improved the treatment of mental diseases. Nevertheless, besides the therapeutic success of the first antipsychotics (known as typical agents), their administration was associated with serious side-effects known as extrapiramidal symptoms (EPS), that compromised the treatment. The EPS include dystonic reactions, akathisia, pseudoparkinsonism and tardive dyskinesia. Following the synthesis of clozapine, a new generation of antipsychotics (known as atypical agents) with reduced EPS incidence began to appear. A set of evidences lead to the dopaminergic hypothesis of schizophrenia and many studies associated the mechanism of action of antipsychotics with the blockade of D2-like receptors. It was demonstrated that while atypical antipsychotics elicit clinical effects through 65-80% of dopamine receptor occupancy, typical agents show occupancy levels above 80%, triggering EPS. To explain the differences between typical and atypical agents, it was proposed that the former have higher affinity for the receptors, blocking them for a longer period, while atypical agents show lower affinity and are easily dissociated from the receptor, allowing the restablishment of the dopamine signaling in the nigrostriatal pathway. Recently, the blockade of D3 receptors has been discovered as an important strategy for the treatment of schizophrenia and other neurological diseases. In this study, we took advantage from the published crystallographic data of D3R complexed with eticlopride, to investigate the binding profile of the antipsychotics eticlopride, haloperidol and risperidone, through classical and quantum computational methods. Eticlopride is a potent and selective D2/D3 antagonist agent and is widely used in pharmacological research. Moreover, up to date, it is the only antipsychotic co-crystallized with a dopamine receptor. Our results highlight the central role of the residue Asp110, followed by Val82, Val107, Cys114, Ser182, Ile183, Val189, Trp342, Phe345, Phe346 and Tyr373, among others, and demonstrated for the first time the participation of Val107, Ser182, Phe188, Val82 e Asn185 in this binding. Haloperidol is a typical agent with high affinity for D2-like receptors. Although associated with the onset of EPS, haloperidol is still widely used in clinic due to its clinical properties and lower cost. In this way, the understanding of the mechanism involving dopamine receptor blockade by haloperidol is of great importance for the development of derivatives/novel agents with reduced EPS incidence. Our results unveil the conformation of haloperidol during its interaction with the D3 receptor and highlight the role of residues Asp110, Cys114, Ile183, Phe345, Phe346, Tyr365 and Tyr373. Risperidone is an atypical antipsychotics used in the treatment of schizophrenia and symptoms of irritability associated with autism spectrum disorder (ASD) in children. Our results show that risperidone binds to D3 receptor in two possible orientations, RO1 and RO2. The analyses of the individual amino acid contribution and the molecular dynamics simulations indicated that RO2 exhibits a trend to dissociate faster from the receptor than RO1, suggesting the existence of a mixing binding profile, with a fast-off behavior observed in only a fraction of ligands corresponding to orientation RO2. Our results give support to the understanding of the binding mechanisms of the important antipsychotics eticlopride, haloperidol and risperidone in the human dopamine receptor D3. Also, our results highlight the relevance of the use of classical and quantum approaches in the modeling and analysis of the individual energy contribution of every amino acid residue in the binding site of the D3 dopamine receptor.

Este trabalho apresenta a continuidade da avaliação farmacológica do derivado Nfenilpiperazínico LASSBio-579 em busca de um novo candidato a antipsicótico de segunda geração. Em estudos anteriores, demonstramos que LASSBio-579 base livre é um potencial candidato a antipsicótico atípico capaz de modular três diferentes sistemas neurotransmissores envolvidos na patofisiologia da esquizofrenia: a neurotransmissão dopaminérgica, serotonérgica e glutamatérgica; entretanto, LASSBio-579 na forma de cloridrato apresenta baixa biodisponibilidade. Neste trabalho avaliamos inicialmente a ação de LASSBio-579.HCl. -ciclodextrina, proposto como alternativa para melhorar a biodisponibilidade. Porém, quando avaliado no modelo de escalada induzida por apomorfina, preditivo de atividade antipsicótica, essa preparação não foi efetiva. Assim, seguimos a avaliação farmacodinâmica com LASSBio-579 base livre, utilizando modelos preditivos de atividade antipsicótica, em camundongos. Neste trabalho foram realizados ainda ensaios in vitro, onde se avaliou a ação de LASSBio-579 sobre a viabilidade celular, captação de glutamato e secreção de proteína S100B, utilizando-se para isso fatias hipocampais de ratos tratadas de forma aguda com LASSBio-579 nas concentrações de 0,1; 1,0; 10 e 20μM. / This study presents the continuity of the pharmacological evaluation of the Nphenilpiperazine derivative LASSBio-579, searching a new second generation antipsychotic compound. In previous studies we have demonstrated that LASSBio- 579 in form of base is a potential atypical antipsychotic able to modulate three different neurotransmitter systems involved in the pathophysiology of schizophrenia: dopaminergic, glutamatergic and serotonergic. However, LASSBio-579 hydrochloride has low bioavailability. In this study we evaluated LASSBio-579.HCl. -cyclodextrin, prepared with the aim of increasing oral bioavailability, in the apomorphine induced climbing in mice, which is a model predictive of antipsychotic activity; and it was not effective. Thus, we continue the study with LASSBio-579 in form of base by testing it in others mice models predictive of antipsychotic activity. In this study, also were made in vitro studies performed in hippocampal acute slices which demonstrated that LASSBio-579 induced a glutamate uptake inhibition and also inhibited the S100B protein secretion.

A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico grave, caracterizado por distúrbios do pensamento, prejuízo da lógica, alterações cognitivas e emocionais, e/ou isolamento social. Apesar da introdução de novos antipsicóticos, um grupo considerável de pacientes ainda é refratário aos tratamentos disponíveis. Além disso, a alta incidência de efeitos adversos leva à baixa adesão ao tratamento em esquizofrênicos. O desenvolvimento de tratamentos mais eficazes e com menor incidência de efeitos adversos, que aumentem a adesão ao tratamento e melhorem a qualidade de vida destes pacientes, é assim altamente desejável. Em uma expedição etnofarmacológica entre os Igbo na Nigéria identificou-se uma preparação a base de plantas usada no tratamento de pacientes com distúrbios mentais. O alcalóide indólico alstonina é o componente majoritário desta preparação, e possui um claro perfil comportamental de antipsicótico atípico em modelos animais de sintomas positivos, com aparentes vantagens em relação à clozapina. Este trabalho teve o objetivo principal de dar continuidade à caracterização de alstonina como fármaco antipsicótico. Demonstramos que este alcalóide aumenta a interação social e previne o déficit de interação social induzido por MK801 em camundongos, sugerindo utilidade da alstonina no manejo de sintomas negativos da esquizofrenia. Quanto ao mecanismo de ação, a avaliação do efeito de alstonina sobre as aminas biogênicas em córtex frontal e estriado de camundongos sugere que este alcalóide potencia a transmissão serotonérgica e aumenta o catabolismo intraneuronal de dopamina. Quanto aos possíveis efeitos adversos, dados preliminares mostram que alstonina não altera os níveis de prolactina, não induz ganho de peso corporal, mas impede a diminuição da glicemia induzida por jejum. Este trabalho confirma o perfil antipsicótico de alstonina bem como a possibilidade de um mecanismo de ação inovador. Os resultados justificam investimento em novos estudos, quer seja para o desenvolvimento de alstonina como fármaco, quer no sentido de trazer inovação farmacodinâmica tão necessária para avançar no tratamento da esquizofrenia. / Schizophrenia is a serious psychiatric illness, characterized by alterations in thought, deficits in logical thinking, changes in cognition and emotion, and/or social isolation. Despite the introduction of newer antipsychotic drugs, a sizable number of patients are still refractory to the available medication. Moreover, the high incidence of side effects determines the low adhesion of patients to treatments. The development of more efficacious treatments with lower incidence of side effects, ameliorating adhesion to treatment and improving patient’s quality of life is, therefore, sorely wanted. During an ethnopharmacological expedition among the Igbo in Nigeria, a plant based treatment to mentally ill patients was identified. The indole alkaloid alstonine is the major component of this remedy and shown to have a clear behavioral profile of an atypical antipsychotic in rodent models, apparently with advantages in comparison to clozapine. This study had the main purpose of continuing the characterization of alstonine as an antipsychotic drug. We show that this alkaloid increases social interaction and prevents MK801-induced social withdrawal in mice, pointing to its utility in managing negative symptoms of schizophrenia. Regarding its mechanism of action, the effects of alstonine on biogenic amines in mice frontal cortex and striatum suggest that it enhances serotonergic neurotransmission and increases the intra neuronal catabolism of dopamine. In relation to possible side effects, preliminary data suggest that alstonine does not affect prolactin levels, does not induce gains in body weight, but prevents the expected fasting-induced decrease in glucose levels. This study corroborates the antipsychotic profile of alstonine, as well as the possibility of an innovative mechanism of action. These results justify further studies either to develop alstonine as a medication, or to bring pharmacodynamic innovation so sorely needed to move forward in the treatment of schizophrenia.

A introdução dos antipsicóticos na clínica psiquiátrica promoveu intensas mudanças no tratamento dos transtornos mentais. Apesar do sucesso terapêutico, a administração dos primeiros antipsicóticos, conhecidos como agentes típicos, foi associada a sérios efeitos adversos, principalmente sintomas extrapiramidais (SEP), comprometendo a adesão ao tratamento. Os SEP incluem distonias, acatisia, pseudoparkinsonismo e discinesia tardia. Após o surgimento da clozapina, uma nova geração de compostos, conhecida como agentes atípicos, de alto valor terapêutico e reduzida incidência de SEP foi desenvolvida. Investigações conduziram a hipótese dopaminérgica da esquizofrenia e demonstraram que o efeito terapêutico destes agentes está associado ao bloqueio de receptores de dopamina da subfamília D2. Acredita-se que os agentes atípicos ocupem somente cerca de 65-80% dos receptores na região nigroestriatal e por isso atinjam o efeito terapêutico sem desencadear o surgimento de SEP, enquanto que agentes típicos ocupam níveis acima de 80%. Para explicar as diferenças entre agentes típicos e atípicos, foi proposto que, enquanto os primeiros se ligam com alta afinidade e bloqueiam os receptores por um longo período, os atípicos se ligam com baixa afinidade e se dissociam do receptor rapidamente, restabelecendo da sinalização dopaminérgica. Estudos recentes também demonstram o bloqueio de receptores D3 como importante alvo terapêutico para o tratamento da esquizofrenia e da dependência química, entre outros transtornos. Neste trabalho foi utilizada a estrutura tridimensional do receptor humano de dopamina D3 co-cristalizado com a eticloprida para investigar o perfil de ligação dos antipsicóticos eticloprida, haloperidol e risperidona neste receptor, através de métodos computacionais classicos e quânticos. A eticloprida é um potente agente com alta seletividade para receptores D2/D3 e de grande utilidade na pesquisa farmacológica. Este agente consiste no único antipsicótico co-cristalizado com um receptor de dopamina existente no momento. Nossos resultados destacam o papel central do resíduo Asp110 no ancoramento da eticloprida, além dos resíduos Val82, Val107, Cys114, Ser182, Ile183, Val189, Trp342, Phe345, Phe346 e Tyr373. Dentre estes, Val107, Ser182, Phe188, Val82 e Asn185 foram pela primeira vez relacionados diretamente com o mecanismo de ligação da eticloprida no receptor D3. O haloperidol é um agente típico com alta afinidade por receptores da subfamília D2. Apesar de estar associado ao surgimento de SEP, o haloperidol é muito utilizado na clínica por suas propriedades terapêuticas e baixo custo. A compreensão do bloqueio de receptores de dopamina pelo haloperidol é de fundamental importância para o desenvolvimento de derivados/novos compostos com reduzido índice de SEP. Nossos resultados descrevem a orientação do haloperidol durante a interação com o receptor D3 e demonstraram a relevância dos resíduos Asp110, Cys114, Ile183, Phe345, Phe346, Tyr365 e Tyr373. A risperidona é um importante antipsicótico atípico utilizado no tratamento de esquizofrenia e sintomas de irritabilidade associado com autismo em crianças. Em nosso estudo, observamos que a risperidona pode ligar-se no receptor D3 em duas orientações distintas, RO1 e RO2. A análise da contribuição individual de cada resíduo juntamente com simulações de dinâmica molecular indicam que RO2 é mais propensa a desligar-se do receptor do que RO1, sugerindo um perfil de ligação misto, com rápida dissociação de uma fração dos antipsicóticos ligados. Os resultados apresentados neste estudo auxiliam na elucidação do mecanismo de ligação da eticloprida, haloperidol e risperidona no receptor de dopamina D3 e consolidam o uso de ferramentas clássicas e quânticas para a obtenção de estruturas tridimensionais e a análise do perfil de contribuição energética individual dos resíduos de aminoácido que compõem o sítio de ligação do receptor de dopamina D3. / The introduction of antipsychotics in the clinic significantly improved the treatment of mental diseases. Nevertheless, besides the therapeutic success of the first antipsychotics (known as typical agents), their administration was associated with serious side-effects known as extrapiramidal symptoms (EPS), that compromised the treatment. The EPS include dystonic reactions, akathisia, pseudoparkinsonism and tardive dyskinesia. Following the synthesis of clozapine, a new generation of antipsychotics (known as atypical agents) with reduced EPS incidence began to appear. A set of evidences lead to the dopaminergic hypothesis of schizophrenia and many studies associated the mechanism of action of antipsychotics with the blockade of D2-like receptors. It was demonstrated that while atypical antipsychotics elicit clinical effects through 65-80% of dopamine receptor occupancy, typical agents show occupancy levels above 80%, triggering EPS. To explain the differences between typical and atypical agents, it was proposed that the former have higher affinity for the receptors, blocking them for a longer period, while atypical agents show lower affinity and are easily dissociated from the receptor, allowing the restablishment of the dopamine signaling in the nigrostriatal pathway. Recently, the blockade of D3 receptors has been discovered as an important strategy for the treatment of schizophrenia and other neurological diseases. In this study, we took advantage from the published crystallographic data of D3R complexed with eticlopride, to investigate the binding profile of the antipsychotics eticlopride, haloperidol and risperidone, through classical and quantum computational methods. Eticlopride is a potent and selective D2/D3 antagonist agent and is widely used in pharmacological research. Moreover, up to date, it is the only antipsychotic co-crystallized with a dopamine receptor. Our results highlight the central role of the residue Asp110, followed by Val82, Val107, Cys114, Ser182, Ile183, Val189, Trp342, Phe345, Phe346 and Tyr373, among others, and demonstrated for the first time the participation of Val107, Ser182, Phe188, Val82 e Asn185 in this binding. Haloperidol is a typical agent with high affinity for D2-like receptors. Although associated with the onset of EPS, haloperidol is still widely used in clinic due to its clinical properties and lower cost. In this way, the understanding of the mechanism involving dopamine receptor blockade by haloperidol is of great importance for the development of derivatives/novel agents with reduced EPS incidence. Our results unveil the conformation of haloperidol during its interaction with the D3 receptor and highlight the role of residues Asp110, Cys114, Ile183, Phe345, Phe346, Tyr365 and Tyr373. Risperidone is an atypical antipsychotics used in the treatment of schizophrenia and symptoms of irritability associated with autism spectrum disorder (ASD) in children. Our results show that risperidone binds to D3 receptor in two possible orientations, RO1 and RO2. The analyses of the individual amino acid contribution and the molecular dynamics simulations indicated that RO2 exhibits a trend to dissociate faster from the receptor than RO1, suggesting the existence of a mixing binding profile, with a fast-off behavior observed in only a fraction of ligands corresponding to orientation RO2. Our results give support to the understanding of the binding mechanisms of the important antipsychotics eticlopride, haloperidol and risperidone in the human dopamine receptor D3. Also, our results highlight the relevance of the use of classical and quantum approaches in the modeling and analysis of the individual energy contribution of every amino acid residue in the binding site of the D3 dopamine receptor.

Este trabalho apresenta a continuidade da avaliação farmacológica das substâncias LASSBio-579, LASSBio-580 e LASSBio-581, através de ensaios in vitro e in vivo, em busca de um novo protótipo para o desenvolvimento de novos fármacos antipsicóticos de segunda geração. LASSBio-581 se liga a receptores D2-like (Ki=0,95 μM), 5-HT1A (Ki=1,2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM) com afinidades moderadas. Esta substância é capaz de reduzir a temperatura corporal de roedores, um efeito provavelmente mediado pela ativação de receptores 5-HT1A, e inibir o desenvolvimento de head-twiches e ear-scratches induzidos pela administração de um antagonista de receptores 5-HT2A. Estes efeitos demonstram a capacidade de LASSBio-581 em modular o sistema serotonérgico in vivo e in vitro. Porém, quanto avaliado em modelos animais preditivos de ação antipsicótica, LASSBio-581 foi inativo. LASSBio-580 também é capaz de se ligar a receptores D2-like (Ki=0,73 μM), 5-HT1A (Ki=0,48 μM) e 5-HT2A (Ki=5,7 μM) com afinidades moderadas. Esta substância não foi capaz de inibir o desenvolvimento do comportamento de escalada nem a redução da temperatura corporal de roedores induzidos por apomorfina, não apresentando potencial atividade antipsicótica nos ensaios realizados. Já LASSBio-579 é capaz de modular três diferentes sistemas neurotransmissores envolvidos na patofisiologia da esquizofrenia: a neurotransmissão dopaminérgica, serotonérgica e glutamatérgica. Esta substância se liga a receptores D2-like (Ki=0,11 μM), 5-HT1A (Ki=0,09 μM) e 5-HT2A (Ki=2,2 μM) com afinidades adequadas para uma molécula protótipo que se liga a múltiplos alvos. Apresenta ação antidopaminérgica in vivo, demonstrada em três modelos animais preditivos de atividade antipsicótica (sintomas positivos): inibição da estereotipia anfetamínica (NEVES et al., 2003), bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina e hipotermia apomorfínica. A ação agonista 5-HT1A de LASSBio-579 in vivo foi claramente demonstrada através de ensaios de aferição da temperatura corporal, onde o efeito hipotérmico induzido por esta substância é completamente bloqueado pela pré-administração de WAY 100635. Porém, a habilidade de LASSBio-579 em modular a atividade de receptores 5-HT2A in vivo permanece incerta. Ensaios eletrofisiológicos preliminares demonstraram um aumento da liberação de glutamato induzido por LASSBio-579 que parece ser mediado pela ativação de receptores 5-HT2A, porém comportamentos ou efeitos relacionados a ativação deste sub-tipo de receptor serotonérgico não foram identificados em roedores tratados com LASSBio-579. Além disso, a administração de LASSBio-579 não induziu efeitos catatônicos em camundongos em doses até 12 vezes superiores àquela ativa no modelo do bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Estes resultados demonstram que a estratégia de planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante empregada neste trabalho se mostrou bem sucedida. LASSBio-579 pode ser considerado um novo protótipo de fármaco antipsicótico de segunda geração, ativo em modelos animais de sintomas positivos da esquizofrenia e com baixo potencial de indução de efeitos motores. Porém, algumas limitações em seu perfil farmacológico pode ser identificadas. A afinidade desta substância por receptores dopaminérgicos e serotonérgicos é considerada moderada e inferior a de antipsicóticos atualmente no mercado. Ainda, LASSBio-579 induziu um prejuízo na coordenação motora em roedores e apresentou um perfil farmacocinético pouco adequado a utilização clinica (CONRADO et al., 2008). Estes dados encorajam a busca de substâncias com um perfil farmacológico superior ao de LASSBio-579. Neste sentido, uma triagem farmacológica de 18 derivados N-fenilpiperazínicos análogos a LASSBio-579 foi realizada. Os resultados obtidos nos ensaios de radioligação a receptores D2-like, 5-HT1A e 5-HT2A foram utilizados na proposição de relações qualitativas entre estrutura química das substâncias e a afinidade apresentada pelos diferentes receptores. A partir dos resultados obtidos in vitro, cinco outras substâncias foram selecionadas para avaliação da potencial atividade frente a sintomas positivos da esquizofrenia no modelo de bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Neste ensaio, apenas LASSBio-664 apresentou atividade, sem induzir catatonia nos animais. Porém, esta substância também induz um importante prejuízo motor nos animais. Ensaios adicionais são necessários a fim de diferenciar o perfil farmacológico de LASSBio-664 e LASSBio-579. Outro objetivo deste trabalho foi iniciar o desenvolvimento de um modelo animal de sintomas da esquizofrenia. Os resultados obtidos até o momento apontam para a possibilidade do desenvolvimento de um modelo relacionado a sintomas negativos/cognitivos da esquizofrenia baseados na esposição à natação forçada repetida. Foi demonstrado que apenas clozapina e não imipramina é capaz de reverter o aumento de imobilidade ao longo dos dias acarretado pela exposição repetida à natação forçada em roedores. Este dado demonstra uma potencial validade preditiva, o primeiro grau de validação necessário para um novo modelo animal. O efeito de LASSBio-579 também foi avaliado neste procolo experimental. / This study strengthened the pharmacological evaluation of the heterocyclic Nphenylpiperazine derivatives LASSBio-579, LASSBio-580 and LASSBio-581 by means of in vitro and in vivo pharmacological assays searching a new second generations antipsychotic lead compound. LASSBio-581 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.95 μM), 5-HT1A (Ki=1.2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM). This compound induced an hypothermic effect in rodents probably mediated by 5-HT1A receptor activation. LASSBio-581 administration inhibited the induction of head-twiches and ear-scratches by a 5-HT2A agonist. These results shown that LASSBio-581 modulates serotonergic neurotransmission in vivo and in vitro. However, it was inactive on animal models predictive of antipsychotic activity. LASSBio-580 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.73 μM), 5-HT1A (Ki=0.48 μM) e 5-HT2A (Ki=5.7 μM). This compound did not inhibited apomophine-induced climbing nor apomorphine-induced hypothermia. Thus, among the three compounds initially evaluated, LASSBio-579 was the only one that exhibited promising results. This derivative was able to modulate three neurotransmitter systems involved in schizophrenia’s pathophysiology: dopaminergic, serotonergic and glutamateric ones. As a multi-target lead compound, LASSBio-579 presented adequated affinities for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors (Ki D2-like = 0.11 μM, 5-HT1A = 0.093 μM and 5-HT2A = 2.2 μM). Its antidopaminergic in vivo effect was demonstrated in three animal models of positive symptons of schizophrenia: amphetamineinduced stereotypy (NEVES et al., 2003), apomorphine-induced climbing behavior and apomorphine-induced hypothermia. Regarding the serotonergic system, LASSBio-579 was considered a 5-HT1A receptor agonist, since the hypothermia induced by this compound was blocked by WAY 100,635 pre-administration. The ability of LASSBio-579 to modulate 5-HT2A receptors was not fully characterized. Electrophysiological assays demonstrated an increase on synaptic glutamate release induced by LASSBio-579 that may be related to 5-HT2A receptor activation, however this compound did not induce any behavior related to 5-HT2A activation in rodents. In addition, LASSBio-579 did not induce catalepsy in mice at doses 12 folds higher than those active at apomorphine-induced climbing test. Thus, LASSBio-579 represents a new antipsychotic lead compound active in animal models of positive symptoms of schizophrenia and with a mild propensity to induce motor side effects. However, some limitations on LASSBio-579’s pharmacological profile could be identified. The affinity of LASSBio-579 for dopamine and serotonin receptors is moderate and lower than those presented by second generation antipsychotics. Furthermore, this compound induced a mild decrease on locomotion and exploratory behavior, a meaningful motor coordination impairment and presents a limited oral bioavailability and a low brain penetration (CONRADO et al., 2008). Considering this, a pharmacologycal screening of 18 N-phenylpiperazine derivatives were done in order to achieve an optimized analogue of LASSBio-579. Structural features of this molecular scaffold were discussed regarding binding affinity and selectivity for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors. Among the compounds prepared, LASSBio-664 exhibited an adequate binding profile and a potential for schizophrenia positive symptoms treatment without cataleptogenic effects. However, the motor coordination impairment remained. Additional pharmacological characterization of LASSBio-664 is still needed to find differences from LASSBio-579’s profile. Another aim of this study was to start the development of an animal model of schizophrenia symptons. It was shown that clozapine but not imipramine presented an anti-immobility effect in animals repeated exposed to forced swimming. This result points to the usefullness of repeated forced swimming protocol for developing new animal models predictive of antipsychotic action. The effect of LASSBio-579 in this protocol was also evaluated.

Considerando a necessidade de antipsicóticos mais seguros e eficazes, uma série de derivados N-fenilpiperazínicos funcionalizados e N-benziltiazolidínicos foi planejada e sintetizada pelo Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas (LASSBio-UFRJ) (LASSBio-1412, LASSBio-1413, LASSBio-1414, LASSBio-1415 e LASSBio-1422) e pelo Grupo de Pesquisa em Inovação Terapêutica (GPIT-UFPe) (FPY-1, FPY-2, FPY-3, FPY-5, FPY-6, FPT-1, FPT-2, FPT-4, FPW-1), respectivamente. Objetivos: selecionar os derivados com potencial atividade antipsicótica através do ensaio de climbing induzido por apomorfina, um modelo preditivo de sintomas positivos da esquizofrenia. Avaliar a ocorrência de efeitos motores e neurotoxicidade por catatonia e rota-rod. Avaliar possíveis efeitos adversos por locomoção e tempo de sono barbitúrico. Verificar o perfil de afinidade a receptores através de ensaios de binding. Métodos: para os ensaios de binding foram utilizados cérebros de ratos Wistar para os receptores D2-like, 5-HT1A e 5-HT2A e fígado de coelho e rato para os receptores α1A e α1B. Camundongos CF1 machos foram utilizados para os testes in vivo. As substâncias foram testadas no modelo de climbing induzido por apomorfina e apenas às substâncias capazes de inibir climbing foi dado continuidade ao estudo. Resultados: LASSBio-1412, LASSBio-1413, LASSBio-1422, FPT-2, FPT-4 e FPY-3 inibiram climbing, sem induzir sinais de catatonia, comprometimento motor, alteração do comportamento exploratório e efeito hipnótico-sedativo. Um estudo dose-resposta (0,5 - 30 mg/kg, v.o.) dessas substâncias indicou LASSBio-1412 como o composto mais potente in vivo. In vitro, observou-se que os derivados N-fenilpiperazínicos possuem uma moderada afinidade pelos receptores estudados, demonstrando um perfil de ligação multirreceptor; semelhante aos antipsicóticos atípicos. Por outro lado, os derivados N-benziltiazolidínicos possuem baixa afinidade por esses receptores, sugerindo um mecanismo de ação diferente. Conclusão: Essas moléculas podem representar protótipos promissores para o desenvolvimento de novos antipsicóticos. / Considering that more effective and safer drugs to treat schizophrenia are still needed a series of functionalized N-phenylpiperazines and N-benziltiazolidines derivatives were planned and synthesized by Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas Group (LASSBio/UFRJ): (LASSBio-1412, LASSBio-1413, LASSBio-1414, LASSBio-1415 and LASSBio-1422), and Núcleo de Pesquisa em Inovação Terapêutica Group/UFPE: (FPY-1, FPY-2, FPY-3, FPY-5, FPY-6, FPT-1, FPT-2, FPT-4, FPW-1), respectively. The aim of this study was to search the derivatives with potential antipsychotic activity through apomorphine-induced climbing test and binding receptor assaying as well as to evaluate their potential extrapyramidal sideeffects and neurotoxicity by catatonia and rota-rod tests. Adverse effects were also evaluated by open-field test and barbiturate sleeping time. Methods: Binding assays to D2-like, 5-HT1A, and 5-HT2A receptors were performed in brain rat regions and binding to α1A and α1B receptors were performed in rabbit and rat liver, respectively. All compounds were initially tested by mice apomorphine-induced climbing and only those able to inhibit climbing were selected to further studies. Results: LASSBio- 1412, LASSBio-1413, LASSBio-1422, FPT-2, FPT-4 and FPY-3 inhibited climbing without inducing catatonic behavior, general motor impairment, exploratory behavior alterations or hypnotic-sedative effect. A dose-responde study pointed LASSBio- 1412 as the most potent compound in vivo. In vitro, the N-fenilpiperazines derivatives demonstrated a moderate affinity to the studied receptors, demonstrating a multireceptor profile characteristic of atypical antipsychotics. In a different way, the Nbenziltizolidines derivatives have a low affinity to these receptors, suggesting that these compounds could be acting through a different action mechanism. Conclusion: These compounds are promising molecules to antipsychotics development.

Este trabalho apresenta a continuidade da avaliação farmacológica das substâncias LASSBio-579, LASSBio-580 e LASSBio-581, através de ensaios in vitro e in vivo, em busca de um novo protótipo para o desenvolvimento de novos fármacos antipsicóticos de segunda geração. LASSBio-581 se liga a receptores D2-like (Ki=0,95 μM), 5-HT1A (Ki=1,2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM) com afinidades moderadas. Esta substância é capaz de reduzir a temperatura corporal de roedores, um efeito provavelmente mediado pela ativação de receptores 5-HT1A, e inibir o desenvolvimento de head-twiches e ear-scratches induzidos pela administração de um antagonista de receptores 5-HT2A. Estes efeitos demonstram a capacidade de LASSBio-581 em modular o sistema serotonérgico in vivo e in vitro. Porém, quanto avaliado em modelos animais preditivos de ação antipsicótica, LASSBio-581 foi inativo. LASSBio-580 também é capaz de se ligar a receptores D2-like (Ki=0,73 μM), 5-HT1A (Ki=0,48 μM) e 5-HT2A (Ki=5,7 μM) com afinidades moderadas. Esta substância não foi capaz de inibir o desenvolvimento do comportamento de escalada nem a redução da temperatura corporal de roedores induzidos por apomorfina, não apresentando potencial atividade antipsicótica nos ensaios realizados. Já LASSBio-579 é capaz de modular três diferentes sistemas neurotransmissores envolvidos na patofisiologia da esquizofrenia: a neurotransmissão dopaminérgica, serotonérgica e glutamatérgica. Esta substância se liga a receptores D2-like (Ki=0,11 μM), 5-HT1A (Ki=0,09 μM) e 5-HT2A (Ki=2,2 μM) com afinidades adequadas para uma molécula protótipo que se liga a múltiplos alvos. Apresenta ação antidopaminérgica in vivo, demonstrada em três modelos animais preditivos de atividade antipsicótica (sintomas positivos): inibição da estereotipia anfetamínica (NEVES et al., 2003), bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina e hipotermia apomorfínica. A ação agonista 5-HT1A de LASSBio-579 in vivo foi claramente demonstrada através de ensaios de aferição da temperatura corporal, onde o efeito hipotérmico induzido por esta substância é completamente bloqueado pela pré-administração de WAY 100635. Porém, a habilidade de LASSBio-579 em modular a atividade de receptores 5-HT2A in vivo permanece incerta. Ensaios eletrofisiológicos preliminares demonstraram um aumento da liberação de glutamato induzido por LASSBio-579 que parece ser mediado pela ativação de receptores 5-HT2A, porém comportamentos ou efeitos relacionados a ativação deste sub-tipo de receptor serotonérgico não foram identificados em roedores tratados com LASSBio-579. Além disso, a administração de LASSBio-579 não induziu efeitos catatônicos em camundongos em doses até 12 vezes superiores àquela ativa no modelo do bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Estes resultados demonstram que a estratégia de planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante empregada neste trabalho se mostrou bem sucedida. LASSBio-579 pode ser considerado um novo protótipo de fármaco antipsicótico de segunda geração, ativo em modelos animais de sintomas positivos da esquizofrenia e com baixo potencial de indução de efeitos motores. Porém, algumas limitações em seu perfil farmacológico pode ser identificadas. A afinidade desta substância por receptores dopaminérgicos e serotonérgicos é considerada moderada e inferior a de antipsicóticos atualmente no mercado. Ainda, LASSBio-579 induziu um prejuízo na coordenação motora em roedores e apresentou um perfil farmacocinético pouco adequado a utilização clinica (CONRADO et al., 2008). Estes dados encorajam a busca de substâncias com um perfil farmacológico superior ao de LASSBio-579. Neste sentido, uma triagem farmacológica de 18 derivados N-fenilpiperazínicos análogos a LASSBio-579 foi realizada. Os resultados obtidos nos ensaios de radioligação a receptores D2-like, 5-HT1A e 5-HT2A foram utilizados na proposição de relações qualitativas entre estrutura química das substâncias e a afinidade apresentada pelos diferentes receptores. A partir dos resultados obtidos in vitro, cinco outras substâncias foram selecionadas para avaliação da potencial atividade frente a sintomas positivos da esquizofrenia no modelo de bloqueio do comportamento de escalada induzido por apomorfina. Neste ensaio, apenas LASSBio-664 apresentou atividade, sem induzir catatonia nos animais. Porém, esta substância também induz um importante prejuízo motor nos animais. Ensaios adicionais são necessários a fim de diferenciar o perfil farmacológico de LASSBio-664 e LASSBio-579. Outro objetivo deste trabalho foi iniciar o desenvolvimento de um modelo animal de sintomas da esquizofrenia. Os resultados obtidos até o momento apontam para a possibilidade do desenvolvimento de um modelo relacionado a sintomas negativos/cognitivos da esquizofrenia baseados na esposição à natação forçada repetida. Foi demonstrado que apenas clozapina e não imipramina é capaz de reverter o aumento de imobilidade ao longo dos dias acarretado pela exposição repetida à natação forçada em roedores. Este dado demonstra uma potencial validade preditiva, o primeiro grau de validação necessário para um novo modelo animal. O efeito de LASSBio-579 também foi avaliado neste procolo experimental. / This study strengthened the pharmacological evaluation of the heterocyclic Nphenylpiperazine derivatives LASSBio-579, LASSBio-580 and LASSBio-581 by means of in vitro and in vivo pharmacological assays searching a new second generations antipsychotic lead compound. LASSBio-581 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.95 μM), 5-HT1A (Ki=1.2 μM) e 5-HT2A (Ki=11 μM). This compound induced an hypothermic effect in rodents probably mediated by 5-HT1A receptor activation. LASSBio-581 administration inhibited the induction of head-twiches and ear-scratches by a 5-HT2A agonist. These results shown that LASSBio-581 modulates serotonergic neurotransmission in vivo and in vitro. However, it was inactive on animal models predictive of antipsychotic activity. LASSBio-580 presented moderate affinitties for D2-like (Ki=0.73 μM), 5-HT1A (Ki=0.48 μM) e 5-HT2A (Ki=5.7 μM). This compound did not inhibited apomophine-induced climbing nor apomorphine-induced hypothermia. Thus, among the three compounds initially evaluated, LASSBio-579 was the only one that exhibited promising results. This derivative was able to modulate three neurotransmitter systems involved in schizophrenia’s pathophysiology: dopaminergic, serotonergic and glutamateric ones. As a multi-target lead compound, LASSBio-579 presented adequated affinities for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors (Ki D2-like = 0.11 μM, 5-HT1A = 0.093 μM and 5-HT2A = 2.2 μM). Its antidopaminergic in vivo effect was demonstrated in three animal models of positive symptons of schizophrenia: amphetamineinduced stereotypy (NEVES et al., 2003), apomorphine-induced climbing behavior and apomorphine-induced hypothermia. Regarding the serotonergic system, LASSBio-579 was considered a 5-HT1A receptor agonist, since the hypothermia induced by this compound was blocked by WAY 100,635 pre-administration. The ability of LASSBio-579 to modulate 5-HT2A receptors was not fully characterized. Electrophysiological assays demonstrated an increase on synaptic glutamate release induced by LASSBio-579 that may be related to 5-HT2A receptor activation, however this compound did not induce any behavior related to 5-HT2A activation in rodents. In addition, LASSBio-579 did not induce catalepsy in mice at doses 12 folds higher than those active at apomorphine-induced climbing test. Thus, LASSBio-579 represents a new antipsychotic lead compound active in animal models of positive symptoms of schizophrenia and with a mild propensity to induce motor side effects. However, some limitations on LASSBio-579’s pharmacological profile could be identified. The affinity of LASSBio-579 for dopamine and serotonin receptors is moderate and lower than those presented by second generation antipsychotics. Furthermore, this compound induced a mild decrease on locomotion and exploratory behavior, a meaningful motor coordination impairment and presents a limited oral bioavailability and a low brain penetration (CONRADO et al., 2008). Considering this, a pharmacologycal screening of 18 N-phenylpiperazine derivatives were done in order to achieve an optimized analogue of LASSBio-579. Structural features of this molecular scaffold were discussed regarding binding affinity and selectivity for D2-like, 5-HT1A and 5-HT2A receptors. Among the compounds prepared, LASSBio-664 exhibited an adequate binding profile and a potential for schizophrenia positive symptoms treatment without cataleptogenic effects. However, the motor coordination impairment remained. Additional pharmacological characterization of LASSBio-664 is still needed to find differences from LASSBio-579’s profile. Another aim of this study was to start the development of an animal model of schizophrenia symptons. It was shown that clozapine but not imipramine presented an anti-immobility effect in animals repeated exposed to forced swimming. This result points to the usefullness of repeated forced swimming protocol for developing new animal models predictive of antipsychotic action. The effect of LASSBio-579 in this protocol was also evaluated.