Made available in DSpace on 2014-06-12T15:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1592_1.pdf: 1883162 bytes, checksum: 351b6b163b06e305ab1df0138b9a2f1d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Universidade Federal de Pernambuco / Cryptococcus neoformans é considerado o principal agente etiológico da Criptococose. A infecção tem início geralmente nos pulmões, disseminando para outros órgãos. O sistema nervoso central é o principal alvo em que a levedura sobrevive, prolifera e causa meningite e meningoencefalite, podendo ser letal. O propósito desta pesquisa foi avaliar a eficácia terapêutica da beta-lapachona e Anfotericina B na criptococose experimental. Camundongos foram imunossuprimidos com 5mg de dexametasona via intraperitoneal e infectados com 106 UFC/mL de C. neoformans URM5811 uma semana após a imunossupressão pela veia caudal. Após sete dias os camundongos foram tratados diariamente com beta-lapachona (10mg/Kg) ou anfotericina B (0,5mg/Kg) via endovenosa. O grupo controle recebeu tampão fosfato seguindo o mesmo tempo de tratamento. A Concentração Mínima Inibitória da beta-lapachona e anfotericina B foram de 4&#956;g/mL e 0,5&#956;g/mL, respectivamente. A Concentração Mínima Fungicida para a beta-Lapachona foi 64&#956;g/mL. Os ensaios revelaram que a beta-lapachona na concentração de 10mg/mL não apresentaram toxicidade para camundongos imunossuprimidos após uma semana de exposição crônica. Camundongos imunossuprimidos infectados por C. neoformans e tratados com 10mg/kg de beta-lapachona debelaram as leveduras do baço e fígado e diminuíram a concentração de leveduras no pulmão e cérebro após 14 dias de infecção quando comparado com o grupo tratado com tampão fosfato (P<0.05). Esses resultados foram similares para o grupo tratado com anfotericina B. Os resultados indicam que a beta-lapachona é uma droga promissora para o tratamento de criptococose disseminada, apresentando potente atividade antifúngica in vitro e in vivo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Financiadora de Estudos e Projetos / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico / Nesta tese foram estudadas várias rotas para obtenção &#945; e o-quinona metídios, e foram obtidas 30 substâncias inéditas. A rota via condensação aldólica com a &#946;-lapachona (4a) produziu as seguintes o-quinonas metídios contendo grupos puxadores de elétrons (ex. carbonilas): 2,2-dimetil-6-(1-metil-2-oxo-propilideno)-2,3,4,6-tetraidro-benzo[h]cromen-5-ona (67); 2,2-dimetil-6-(2-oxo-butilideno)-2,3,4,6-tetraidro-benzo[h]cromen-5-ona (68); 2,2-Dimetil-6-(1-carboxi etil-3-oxo-2-butirideno) 2,3,4,6-tetraidro-benzo [h]cromen-5-ona (69a) e 2,2-Dimetil-6-(1-carboxi etil-3-oxo-4-butirideno) 2,3,4,6-tetraidro-benzo [h]cromen-5-ona (69b). Em continuidade aos estudos foi desenvolvida uma síntese em uma etapa de 1-diazo-1H,2H-naftaleno-2-onas a partir de 1,2-naftoquinonas p-toluenossulfonil hidrazina em metanol a temperatura ambiente. Por este procedimento foram produzidas as seguintes substâncias: 6-diazo-2,2-dimetil-2,3,4,6-tetraidro-benzo [h] cromen-5-ona (70); 5-diazo-3-diidro-2,2-dimetil-4-oxa-2H,3H-nafto[1,2-b]furano (71); 1-diazo-2-oxa-1H,2H-naftaleno (73); 1,2-dicloro-3-Oxo-4-diazo-3,4-diidro-naftaleno (75); 1-metoxi-4-diazo-3-oxa-1H,2H-naftaleno (76); ácido 6-diazo-2,2-dimetil-oxa-2,3,4,6-5-tetraidro-2H-benzo[h]cromeno-3-sulfônico (78); 2,2-dimetil-3-hidroxi-6-diazo-5-oxa-2,3,4,6-tetraidro-2H-benzo[h] cromene-5-ona (80); 4-diazo-3-oxa-1-sulfonato-1H,2H-naftolato de sódio (82). A diazo lapachona 70 foi testada contra o Trypanossoma cruzi obtendo-se um valor de ED50/24 h = 4961,1 864,3 m que quando comparado com o valor de ED50/24 h do cristal violeta, mostrou-se que esta substância é inativa (ED50, cristal violeta/ ED50, de 70 = 0,1). As diazo lapachonas 70 e 71 foram testadas contra vários tipos de bactérias patogênicas e da mesma forma mostraram-se inativas. Os testes de atividades biológicas com 70 e 71 indicaram que a substituição de uma das carbonilas do sistema o-naftoquinonônico por um grupo diazo reduziu as suas capacidade de gerarem espécies reativas de oxigênio no interior dos microorganismos testados. / Several synthetic routes for preparing o-quinone methides were studied. By using an aldolic condensation route with &#946;-lapachone (4a), it was possible to obtain the following o-quinone methides having electron withdrawing group (e.g. carbonyls): 2,2-dimethyl-6-(1-methyl-2-oxo-propylidene)-2,3,4,6-tetrahydro-benzo[H]chromen-5-one (67); 2,2-dimethyl-6-(2-oxo-butylidene)-2,3,4,6-tetrahydro-benzo[H]chromen-5-one (68); 2,2-Dimetil-6-(1-carboxi etil-3-oxo-2-butirideno) 2,3,4,6-tetraidro-benzo [H]cromen-5-ona (69a) e 2,2-Dimetil-6-(1-carboxi etil-3-oxo-4-butirideno) 2,3,4,6-tetraidro-benzo [H]cromen-5-ona (69b).In continuation of these studies, a new regiospecific one-step synthesis of 1-diazo-1H,2H-naphthalen-2-ones, from 1,2-naphthoquinones and p-toluenesulfonylhydrazine in methanol solution at room temperature, was developed. By using this procedures several new substances were prepared: 6-diazo-2,2-dimethyl-2,3,4,6-tetrahydro-benzo[h]chromen-5-one (70); 5-diazo-3-dihydro-2,2-dimethyl-4-oxa-2H,3H-naphthto[1,2-b]furan (71); 1-diazo-2-oxa-1H,2H-naphthalen (73); 1,2-dichloro-3-oxo-4-diazo-3,4-dihydro-naphthalen (75); 1-methoxi-4-diazo-3-oxa-1H,2H-naphthalen (76); 6-diazo-2,2-dimethyl-oxa-2,3,4,6-5-tetrahydro-2H-benzo[h]chromen-3-sulfonic acid (78); 2,2-dimethyl-3-hydroxi-6-diazo-5-oxa-2,3,4,6-tetrahydro-2H-benzo[h]chromen-5-one (80); sodium 4-diazo-3-oxa-1-sulfonate-1H,2H-naphtholate (82). The diazo &#946;-lapachone (70) was tested against Trypanossoma cruzi yielding a value of ED50/24 h = 4961,1 864,3 m, which compared with crystal violet (ED50, crystal violet/ ED50, de 70 = 0,1) indicated that 70 is inactive. The diazo &#946;-lapachones 70 and 71 were also tested against several type of phatogenic bacteria, but as before they were inactive.The preliminary biological tests with 70 and 71 indicated that the substitution of one of the carbonyl of the o-naphthoquinone moieties by a diazo group reduced the ability of the o-quinones to generate radical oxygen species (ROS) in side the microorganisms tested.

The production of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) is a metabolic situation, observed in different physiological conditions. When their production is exacerbated, there is an efficient antioxidant system able to control and re-install the homeostasis. Oxidative stress results from an acute and chronic imbalance between the production of ROS and antioxidant capacities of living cells and organisms. In the present case, the release of bursts of ROS and RNS by individual macrophages RAW 264.7 was investigated, in real time, in absence and presence of quinones (alpha- and beta-lapachones) and ascorbic acid. A selective electrochemical detection of each ROS or RNS was conducted at platinized carbon fiber microelectrodes positioned at micrometric distances from single cells, always compared to controls. The results show that the presence of beta-lapachone with 0.1 to 100 µM, within one hour of incubation, leads to a decrease of RONS release by macrophages. Conversely, when the incubation time increases (4 hours and more), for concentrations of 1 µM of ortho-quinone, the quantity of the released species increases. Finally, the increasing of the concentration up to 10 µM with four hours of incubation and more is associated to cell death. The exact nature of the released electroactive species was characterized and the original flux could be reconstructed in terms of O2• and NO•. In the first hour, with 10 µM, the decrease of the oxidative burst concerns mainly the RNS species. The amount of ROS, quantified in terms of H2O2 was shown to be higher than in control. At concentration of 1 µM and after longer time incubation, i. e., 4 hours, the amount of ROS, quantified in terms of H2O2 and O2• and NO2- was shown to be higher than in control. It was observed which ONOO- was decreased in both situations. On the other hand, alpha-lapachone was unable to significantly increase ROS and RNS production in macrophage cells, even after 24 hours of incubation. The cytotoxic concentration observed for alpha-lapachone was ten times higher when compared with beta-lapachone. To overcome solubility and bioavailability problems with beta-lapachone, beta-cyclodextrin was used. UV/vis spectroscopy has been used to monitor the inclusion phenomena of beta-lapachone within the cavity of beta-cyclodextrin, together with studies concerning the competitive effects of ethanol concentration on this behavior. A value of 15 ± 5 M-1 was found for the association constant between beta-lapachone and beta-cyclodextrin in phosphate buffer. This clearly indicates that the equilibrium between the free and the complexed substrate is decreased in the presence of EtOH. Amperometry at platinized carbon fiber ultramicroelectrodes allowed quantitative and kinetic investigations of the overall effect of ascorbic acid on oxidative stress responses produced by single cells pertaining to two different cell lines derived from immune cells: macrophages RAW 264.7 and phagocytes PLB-985. These fine and minute amperometric measurements performed on single cells confirmed that in contradiction with its alleged universal anti-oxidant properties, ascorbic acid may affect positively or negatively the RNS content of oxidative bursts produced by each cell type, through affecting the primary production of NO• by the cells. So, vitamin C acts exclusively as an anti-oxidant (viz., reduced the primary NO• flux) onto PMA-treated PLB 985 cells, thus decreasing the quantity of RNS released by these granulocyte-type cells. Conversely, it gives rise to a prooxidant activity (viz., increased the primary NO• flux) onto RAW267.4 macrophage cells, increasing their production of RNS species. These studies demonstrate the advantage of electrochemical methods for analyzing in real-time and quantitatively the effect of pharmacologically active compounds in cells, in case of oxidative burst. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), de nitrogênio (ERN), entre outras espécies reativas, é parte integrante do metabolismo e é observada em diversas condições fisiológicas. Quando sua produção é exacerbada, o organismo dispõe de um eficiente sistema antioxidante que consegue controlar e restabelecer o equilíbrio. O estresse oxidativo resulta do desequilíbrio entre o sistema pró e antioxidante, com predomínio dos oxidantes. A liberação de ERO e ERN em macrófagos individuais da linhagem RAW 264.7 foi estudada em tempo real, em ausência e presença de quinonas (alfa- e beta-lapachonas) e de ácido ascórbico. A detecção eletroquímica seletiva de ERO e ERN, em conjunto e individualmente foi conduzida, utilizando-se microeletrodos de fibra de carbono platinizada, posicionados a distâncias micrométricas de uma célula, sempre em relação a controles. Os resultados do tratamento com beta-lapachona (0,1 a 100 µM), com 1 hora de incubação, mostram que ocorre a diminuição de ERON liberados pelos macrófagos. Contrariamente, quando o tempo de tratamento aumenta (4 e 6 horas) para a concentração de 1 µM, ocorre o aumento da quantidade de espécies reativas liberadas. Em concentração de 10 µM e com tempo de tratamento acima de 4 horas ocorre morte celular. A natureza exata das espécies eletroativas liberadas foi caracterizada e o fluxo original foi determinado em termo de O2• e NO•. No tratamento de 1 hora com 10 µM de beta-lapachona, houve diminuição do surto oxidativo relacionado principalmente às ERNs. A quantidade de ERO, em termos de H2O2 foi muito maior do que o controle. Em diferentes condições, com 1 µM com 4 horas de tratamento, a quantidade de ERO, em termos de H2O2, O2• e NO2-, foi maior que o controle. Nas duas condições, obteve-se a diminuição acentuada de ONOO-. Por outro lado, a incubação com alfa-lapachona não foi capaz de alterar significantemente a liberação de ERON pelos macrófagos, mesmo após 24 horas de tratamento. A concentração citotóxica observada para a alfa-lapachona foi dez vezes maior quando comparada com a beta-lapachona. Para contornar problemas relacionados à solubilidade e biodisponibilidade da beta-lapachona, fez-se uso da ciclodextrina. A espectroscopia no UV/Vis foi utilizada para monitorar o fenômeno de inclusão de beta-lapachona na cavidade da beta-ciclodextrina, com análise do efeito competitivo do etanol. O valor da constante de associação entre a beta-lapachona e a beta-ciclodextrina, em tampão fosfato, foi de 15 ± 5 M-1, mostrando que a presença de etanol afeta a formação do complexo. A amperometria utilizando ultramicroeletrodos de fibra de carbono platinizada permitiu investigar quantitativa e cineticamente o efeito total do ácido ascórbico no surto oxidativo produzido por células individuais pertencentes a duas diferentes linhagens derivadas de células imunes: macrófagos (RAW 264.7) e fagócitos PLB-985. Medidas amperométricas finas realizadas em células individuais confirmaram que o ácido ascórbico pode estimular ou atenuar o surto oxidativo produzido por cada linhagem celular, afetando a produção primária de NO• das células. Assim, a vitamina C reduz o fluxo primário de NO• nas células PLB-985 pré-tratadas com PMA, enquanto aumenta o fluxo primário de NO• em macrófagos RAW 264.7. Esses estudos demonstram a vantagem dos métodos eletroquímicos para analisar em tempo real e quantitativamente o efeito farmacológico de compostos ativos em células, no caso de surto oxidativo.

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Esta substância foi submetida ao tratamento com ácido sulfúrico, seguido de água destilada e diclorometano sendo obtido a β- lapachona. Para a obtenção da α-lapachona, solubilizou-se o lapachol e adicinou-se ácido acético glacial e ácido clorídrico concentrado. Para avaliar a atividade esquistossomicida in vitro foi realizado experimento frente a vermes adultos de S. mansoni, sendo avaliado alterações de morfologia, motilidade e mortalidade em microscopia optica. A substância ativa foi submetida ao ensaio de peroxidação lipídica, Dosagem de Malondialdeído (MDA) e Determinação da Capacidade Antioxidante Total (TEAC). Além disso, a substância ativa foi submetida ao ensaio de viabilidade celular (MTT), utilizando as seguintes linhagens, epitelial gástrica (MNP01) e adenocarcinoma gástrico (ACP02). A amostra ativa foi submetida a estudo in vivo, em camundongos infectados, onde se avaliou mortalidade dos vermes, diminuição da oviposição, e dos danos causados pelos parasitas nos animais. Também, foi realizado estudo histológico de rim e fígado do camundongo infectado tratado com a β- lapachona. O lapachol (rendimento=2,9%) e α-lapachona (rendimento=52%) mostraram pouco promissores como esquissomicida, sendo suas concentraçóes inibitórias 50% superior a 500μg/mL em vermes adultos, enquanto que β-lapachona (rendimento=58%) mostrou-se muito promissora contra os vermes adultos (CI50< 31,25mg/mL). Analises em microscopia optica demonstraram que os vermes tratados com β-lapachona apresentaram as seguintes alterações, o dorso estremecido, corpo enrolado, e ausência de movimento, estas alterações podem estar relacionadas a peroxidação lipídica da membrana do parasito. Este composto possui baixa capacidade antioxidante, baixa citotoxicidade para as linhagens MNP01 e ACP02, sendo o índice de seletividade superior a 10. Estudo in vivo demonstrou que a β- lapachona não reduziu o número de ovos nas fezes, logo não inibiu a ovoposição, também não houve alteração do número de vermes recuperados, sendo que analises microscópicas demonstraram que estes apresentavam motilidade e sua membrana estava integra. Estudos histológicos demonstraram que não houve alterações renais e hepáticas. Em síntese, in vitro a β- lapachona mostrou-se promissora como esquitossomicida e esta atividade pode estar relacionada a peroxidação lipídica da membrana do parasito. No entanto, estudo in vivo, não observou esta atividade, fatores farmacocinéticos podem estar influenciando na divergência dos resultados. / Mansonic chistosomiasis is a worldwide parasitic disease caused by Schistosomamansoni and its treatment performed with praziquantelhas some adverse reactions. The search for new drugs to treatment of this disease is important and medicinal plants can contribute with promising new molecules, such as lapachol. The present study evaluated the schistosomicidal activity of lapachol and analogues. Lapachol was isolated from Handroanthusserratifolius by silica gel chromatography column using dichloromethane as mobile phase. This substance was treated with sulfuric acid, followed by distilled water and dichloromethaneto obtain β-lapachone. To obtain α-lapachone, lapachol was solubilized and glacial acetic acid and concentrated hydrochloric acid were added. In order to evaluate schistosomicidal activity in vitro, an experiment was carried out on adult worms of S. mansoni, and morphology, motility and mortality in optic microscopy were evaluated. The active substance was submitted to the lipid peroxidation test, Malondialdehyde Dosage (MDA) and Total Antioxidant Capacity (TEAC). In addition, the active substance was submitted to cell viability assay (MTT), using the gastric epithelial (MNP01) and gastric adenocarcinoma (ACP02)strains. The active sample was evaluatedin vivo in infected mice, where wormsmortality, oviposition decrease and damage caused by parasites in animals were evaluated. Also, a histological study of kidney and liver of infected mouse treated with β-lapachone was performed. Lapachol (yield = 2.9%) and α-lapachone (yield = 60%) were not promise as schistosomicide, with their inhibitory concentrations being 50% higher than 500μg/mL in adult worms, whereas β-lapachone(yield = 65%) was very promising against adult worms (IC50 <31.25mg/mL). Analyzes in optical microscopy showed that β-lapachone treated worms presented tremor back, curled body, and lack of movement, these alterations may be related to lipid peroxidation in parasite membrane. This compound has a low antioxidant capacity, low cytotoxicity for the MNP01 and ACP02 strains, and the selectivity index is higher than 10. In vivo study showed that β-lapachone did not reduce the number of eggs in the faeces, so it did not inhibit ovoposition, and there were not alterations in the recoveredwormsnumber, and microscopic analysis showed they had motility and their membrane was integrated. Histological studies showed there were no renal and hepatic changes. In synthesis, β- lapachoneis promising as an in vitroschistosomicide and this activity may be related to lipid peroxidation in parasite membrane. However, in vitro study did not observe this activity, pharmacokinetic factors may be influencing results divergence.

Beta-lapachona ( -lap) es un agente antitumoral que induce apoptosis selectivamente en células tumorales. El mecanismo preciso de citotoxicidad de -lap no es aún completamente comprendido. Aquí reportamos que -lap produce un retraso en la progresión del ciclo celular en la transición G1/S, aumenta la fosforilación de la quinasa de control Rad53p y disminuye la supervivencia celular en la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae. Además, -lap induce la fosforilación de histona H2A en la posición serina 129. Estas respuestas de control de ciclo son reguladas por las quinasas Mec1p y Tel1p. Mec1p se requiere para la fosforilación de Rad53p/histona H2A y supervivencia celular tras tratamiento con -lap en cultivos asincrónicos, pero no para el retraso en la transición G1/S. La mutación tel1 aumenta la sensibilidad a -lap en una cepa defectiva en mec1, y compromete las respuestas de los puntos de control de ciclo. La fosforilación de Rad53p y el retraso en G1/S son completamente dependientes de un complejo Mre11p-Rad50p-Xrs2p (XMR) funcional, y mutantes en el complejo XMR son extremadamente sensibles al tratamiento con -lap. Finalmente, XRS2 y TEL1 trabajan epistáticamente respecto a la sensibilidad a -lap y Xrs2p se fosforila en un modo dependiente de Tel1p tras el tratamiento. El tratamiento con -lap también genera la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), la cual es bloqueada eficientemente por dicumarol, un inhibidor de NADH deshidrogenasas (NADH-DH). El tratamiento con dicumarol no afecta a la viabilidad ni a las respuestas de control activadas por la droga. Identificamos un mutante, defectivo en la NADH-DH mitocondrial Nde2p, que es resistente a la toxicidad de -lap. -lap induce la producción de ROS en este mutante, sin afectar la viabilidad o la progresión de ciclo. El mutante nde2 presenta un retraso en la entrada en fase S del ciclo celular, e hipersensibilidad a agentes que dañan el ADN. Nuestros datos indican que Nde2p es un determ / Menacho, MA. (2007). Mecanismos moleculares involucrados en la citotoxicidad del agente antitumoral beta-lapachona [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1877 / Palancia