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In previous studies, we have isolated several marine indole alkaloids and evaluated them in the forced swim test (FST) and locomotor activity test, revealing their potential as antidepressant and sedative drug leads. Amongst the reported metabolites to display such activities was 5-bromo-N,N-dimethyltryptamine. Owing to the importance of the judicious introduction of halogens into drug candidates, we synthesized two series built on a 2-(1H-indol-3-yl)-N,N-dimethylethanamine scaffold with different halogen substitutions. The synthesized compounds were evaluated for their in vitro and in vivo antidepressant and sedative activities using the mouse forced swim and locomotor activity tests. Receptor binding studies of these compounds to serotonin (5-HT) receptors were conducted. Amongst the prepared compounds, 2-(1H-indol-3-yl)-N,N-dimethyl-2-oxoacetamide (1a), 2-(5-bromo-1H-indol-3-yl)-N,N-dimethyl-2-oxoacetamide (1d), 2-(1H-indol-3-yl)-N,N -dimethylethanamine (2a), 2-(5-chloro-1H-indol-3-yl)-N, N-dimethylethanamine (2c), 2-(5-bromo-1H-indol-3-yl)-N,N-dimethylethanamine (2d), and 2-(5-iodo-1H-indol-3-yl)-N,N -dimethylethanamine (2e) have been shown to possess significant antidepressant-like action, while compounds 2c, 2d, and 2e exhibited potent sedative activity. Compounds 2a, 2c, 2d, and 2e showed nanomolar affinities to serotonin receptors 5-HT1A and 5-HT7. The in vitro data indicates that the antidepressant action exerted by these compounds in vivo is mediated, at least in part, via interaction with serotonin receptors. The data presented here shows the valuable role that bromine plays in providing novel chemical space and electrostatic interactions. Bromine is ubiquitous in the marine environment and a common element of marine natural products.

183 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T14:09:17Z No. of bitstreams: 1 Tese_Alain_Gaujac.pdf: 13017399 bytes, checksum: 3307e5b9dd6143b6038b6951b60e2334 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T14:11:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Alain_Gaujac.pdf: 13017399 bytes, checksum: 3307e5b9dd6143b6038b6951b60e2334 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-26T14:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Alain_Gaujac.pdf: 13017399 bytes, checksum: 3307e5b9dd6143b6038b6951b60e2334 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / N,N-dimetiltriptamina ou DMT é um alcaloide indólico com acentuada ação psicoativa, presente em bebidas vegetais de origem indígena, como o vinho da jurema e a ayahuasca. Esses preparos vegetais são consumidos em rituais religiosos sincréticos criados no Brasil no início do século 20, hoje dispersos e em contínua expansão por todo o mundo. As bebidas são também utilizadas como droga de abuso, no contexto recreativo, principalmente, graças à fácil disponibilidade das fontes vegetais utilizadas nos seus preparos, oferecida pelo comércio virtual. Neste trabalho, foi proposto um estudo de caracterização do DMT, isolado e purificado a partir das cascas da M. tenuiflora (jurema-preta), envolvendo metodologias instrumentais de análise como ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono (RMN de 1H e 13C), espectroscopia na região do infravermelho (IR) e espectrometria de massas (MS). O nível de pureza do padrão foi determinado por absorção no ultravioleta (UV), utilizando um padrão de triptamina. Na execução dos trabalhos iniciais, percebeu-se a possibilidade de existência de polimorfismo para o DMT, fato comprovado através de técnicas de análise calorimétrica (DSC) e difração de Raios X. A partir do padrão analítico desenvolvido, foram propostos dois métodos para a determinação de DMT em matrizes vegetais e nas bebidas utilizadas, como sacramento, em rituais religiosos de origem brasileira, ambos otimizados por meio de técnicas multivariadas. O método MSPD/GC-MS desenvolvido para a quantificação de DMT nas cascas de M. tenuiflora foi devidamente validado, apresentando excelentes figuras de mérito. Apresentou boa linearidade (r = 0,9962) e repetibilidade (CV < 7,4%), com limite de detecção de 0,12 mg g-1. Foram analisadas 24 amostras de cascas, nas quais se verificou a presença de DMT, em níveis de concentração entre 1,26 e 9,35 mg g-1. O segundo método, descreve os procedimentos para a determinação de DMT nas bebidas rituais, por HS-SPME/GC- MS. Foi realizado amplo estudo de validação. Boa precisão (CV < 8,6%) e excelente exatidão, com recuperações entre 71–109%. Os limites de detecção e quantificação foram 0,78 e 9,5 mg L-1, respectivamente, além de boa linearidade (1,56–300 mg L-1, r2 = 0,9975). A análise do efeito na resposta analítica, causado por pequenas variações nos parâmetros otimizados, revelou excelente robustez. O método validado foi aplicado na análise de amostras reais de ayahuasca (7) e vinho da jurema (5). Todas as amostras foram diluídas para análise. Verificou-se grande variabilidade entre as concentrações de DMT nas bebidas. Nas amostras de vinho da jurema, os níveis de DMT estiveram entre 0,1 e 1,81 g L-1. Nas amostras de ayahuasca, concentrações entre 0,17 e 1,14 g L-1. A análise de outras cinco amostras de vinho da jurema, preparadas em laboratório por diferentes procedimentos, e diluídas para os ensaios, revelou que o aquecimento não tem grande significância na quantidade de DMT extraído da planta, sendo mais importantes o baixo pH do líquido extrativo e a presença de etanol. / Salvador

Background: Ayahuasca is a South American psychoactive brew that contains Dimethyltryptamine (DMT) and monoamine oxidase inhibitors (MAOIs). Research has experienced a resurgence of interest in exploring the potential of these substances in the last decade. Thus, the aim of this review was to systematically review studies that used a placebo-controlled design to explore the neural correlates and psychedelic experience induced by DMT and ayahuasca. Method: The search was conducted using the Web of Science and Scopus databases to select studies published between January 2000 and February 2022 that used neuroimaging techniques and recruited healthy participants. Thus, 7 papers were selected. Results: Ayahuasca alters electrical activity in the brain by decreasing spectralpower in all EEG frequency bands, predominantly in the alpha band. DMT caused a spatially widespread decrease in alpha bands and a more modest decrease in beta bands. Ayahuasca caused an increase in the flow of information in the brain from posterior regions to more frontal regions and an increase in scores in all the Hallucinogen Rating Scale (HRS) subscales. Ayahuasca decreased connectivity in the Default Mode Network (DMN) and increases connectivity between DMN and the salience network. Conclusion: Ayahuasca and DMT can reliably produce profound changes in perception, emotions, and sense of self. Moreover, the decrease in the alpha band, the alteration of information flow between posterior and frontal regions, and the decrease in connectivity in the DMN could be the keystone understanding the neural correlates and the psychedelic experience induced by DMT andayahuasca.

O uso de substâncias alucinógenas há muito tempo é alvo de discussões, em virtude do grande número de adeptos que possui e das conseqüências que pode acarretar ao indivíduo e ao complexo contexto social no qual ele se enquadra na sociedade. Dentro desse panorama vem se destacando à utilização de uma bebida denominada ayahuasca, preparada pela infusão de plantas nativas da região da Bacia Amazônia, originariamente utilizada por indígenas em rituais xamânicos. A ayahuasca combina a ação alucinogênica da dimetiltriptamina (DMT), um agonista serotoninérgico de receptores 5-HT2A/2C com &#946;-carbolinas, que são inibidoras da monoaminoxidase-A (MAO-A). Com o aumento do consumo dessa bebida em cerimônias de alguns movimentos sincréticos religiosos do Brasil como o Santo Daime e a União do Vegetal (UDV), recentemente teve seu uso para esse fim regulamentado e aprovado pela legislação brasileira. Nos últimos anos, esses grupos religiosos têm se espalhado na Europa e Estados Unidos, chamando a atenção de pesquisadores internacionais quanto aos efeitos da ayahuasca. Entretanto, relativamente poucas investigações tem sido realizadas, inclusive dos aspectos básicos como os estudos farmacocinéticos de seus princípios ativos em humanos. Da mesma forma, métodos analíticos para determinação dos principais alcalóides na bebida e em amostras biológicas também são escassos na literatura científica. No presente trabalho, será realizado um estudo farmacocinético dos alcalóides da ayahuasca. Para tanto, um método utilizando cromatografia em fase gasosa com detector de nitrogênio-fósforo (GC-NPD) para determinação simultânea de DMT e &#946;-carbolinas em ayahuasca foi desenvolvido e validado. O método para quantificação em plasma é de fundamental importância para determinação das concentrações dos alcalóides nessa matriz e comparação dos níveis no plasma e os efeitos observados nos voluntários que ingeriram a bebida. / The use of hallucinogenic substances has long been a matter of debate, due to the large number of supporters and has consequences that can result in the individual and the complex social context in which it fits into society. In this view has been increasing the use of a drink called ayahuasca, prepared by the infusion of plants native to the Amazon Basin region, originally used by indigenous people in shamanic rituals. Ayahuasca combines the action of hallucinogenic dimethyltryptamine (DMT), a serotonin receptor agonist 5-HT2A/2C with &#946;-carbolines, which are inhibitors of monoamine oxidase A (MAO-A). With the increased consumption of this drink in ceremonies of some syncretic religious movements in Brazil and the Santo Daime and Uniao do Vegetal (UDV), recently had its use for that purpose is regulated and approved by the Brazilian legislation. In recent years, these religious groups have spread in Europe and the United States, calling the attention of international researchers on the effects of ayahuasca. However, relatively little research has been carried out, including the basics such as pharmacokinetic studies of its active compounds in humans. Similarly, analytical methods for determination of major alkaloids in drink and in biological samples are also rare in the literature. In this work, a detailed pharmacokinetic study of ayahuasca alkaloids. Therefore, a method using gas chromatography with nitrogen detector-phosphorus (GC-NPD) for the simultaneous determination of DMT and &#946;-carbolines in ayahuasca was developed and validated. The method for quantification in plasma is of fundamental importance for determining the concentrations of alkaloids in the array and comparing the levels in plasma and the effects observed in volunteers who ingested the drink.

Após um intervalo de duas décadas, ressurgiu um novo interesse em estudos sobre alucinógenos que visam a compreensão de como estes compostos interagem com o sistema nervoso central (SNC). Sabendo-se que enzimas do tipo peroxidases estão presentes em células do tipo leucócitos, neurônios e microglia, e que, são capazes de oxidar compostos indólicos, esta, portanto, poderia representar uma rota ativa de metabolização de alucinógenos no SNC, ainda não conhecida. Nesta perspectiva, este trabalho contribui com a descrição da metabolização da dietilamida do ácido lisérgico (LSD) e da N,N-dimetiltriptamina (DMT) por peroxidase de rábano (HRP) e mieloperoxidase (MPO) proveniente de neutrófilos ativados. A formação de produtos de reação foi acompanhada por HPLC com detectores de arranjo de diodos (DAD) e fluorescência, e a identificação por espectrometria de massas (MS). Ambas as peroxidases foram capazes de metabolizar LSD a compostos que coincidem com produtos de sua metabolização in vivo, como 2-oxo-3-hidroxi-LSD (O-H-LSD) e nor-LSD, por enzimas hepáticas do complexo P450. Entretanto, um terceiro produto formado não havia sido descrito anteriormente. Apresenta como característica principal a abertura do anel indólico e foi nomeado pelo nosso grupo como N,N-dietil-7-formamido-4-metil-6-oxo-2,3,4,4a,5,6-hexahidrobenzo[f]quinolina-2-carboxamida (FOMBK). De uma maneira semelhante, HRP e MPO também metabolizaram DMT a um produto hidroxilado (OH-DMT), que possivelmente apresenta considerável ação alucinógena, e a um segundo produto nomeado N,N-dimetil-N-formil-quinuramina (DMFK). Visto que peroxidases estão presentes em diferentes tipos celulares, é razoável supor que a formação dos produtos descritos neste estudo possa ocorrer in vivo, numa possível via alternativa de metabolização de LSD e DMT ainda não descrita em humanos. / After a gap of two decades a new interest in hallucinogen studies that aim the comprehension of how these compounds interact with the central nervous system (CNS) rose again. It is known that peroxidases enzymes are present in cells such as leukocytes, neurons and microglia and that they are capable of oxidizing indolic compounds. Then it could represent an active metabolization pathway for hallucinogens in the CNS, not known yet. In this perspective, this study contributed with the description of the metabolization of lysergic acid diethylamide (LSD) and N,N-dimethyltryptamine (DMT) by horseradish peroxidase (HRP) and myeloperoxidase (MPO) from activated neutrophils. The formation of the reaction products was attended by HPLC with diode array and fluorescence detectors, and the identification by mass spectrometry (MS). Both peroxidases were capable of metabolizing LSD to compounds that coincide with products from its in vivo metabolization, as 2-oxo-3-hydroxy-LSD (O-H-LSD) and nor-LSD by the liver enzymes from P450 complex. However, a third compound had not been described before. It has the opened indolic ring as main characteristic and was named by our group as N,N-diethyl-7-formamido-4-methyl-6-oxo-2,3,4,4a,5,6-hexahydrobenzo[f]quinoline-2-carboxamide (FOMBK). In a similar way, HRP and MPO also metabolized DMT to a hydroxylated product (OH-DMT) that possibly shows a considerable hallucinogen action and to a second product named as N,N-dimethyl-N-formyl-kynuramine (DMFK). Since peroxidases are present in different cell types, it is reasonable to assume that the formation of the products described in this study may occur in vivo as well, in a possible alternative metabolic pathway for LSD and DMT that has not been described in humans yet.

O uso de substâncias alucinógenas há muito tempo é alvo de discussões, em virtude do grande número de adeptos que possui e das conseqüências que pode acarretar ao indivíduo e ao complexo contexto social no qual ele se enquadra na sociedade. Dentro desse panorama vem se destacando à utilização de uma bebida denominada ayahuasca, preparada pela infusão de plantas nativas da região da Bacia Amazônia, originariamente utilizada por indígenas em rituais xamânicos. A ayahuasca combina a ação alucinogênica da dimetiltriptamina (DMT), um agonista serotoninérgico de receptores 5-HT2A/2C com &#946;-carbolinas, que são inibidoras da monoaminoxidase-A (MAO-A). Com o aumento do consumo dessa bebida em cerimônias de alguns movimentos sincréticos religiosos do Brasil como o Santo Daime e a União do Vegetal (UDV), recentemente teve seu uso para esse fim regulamentado e aprovado pela legislação brasileira. Nos últimos anos, esses grupos religiosos têm se espalhado na Europa e Estados Unidos, chamando a atenção de pesquisadores internacionais quanto aos efeitos da ayahuasca. Entretanto, relativamente poucas investigações tem sido realizadas, inclusive dos aspectos básicos como os estudos farmacocinéticos de seus princípios ativos em humanos. Da mesma forma, métodos analíticos para determinação dos principais alcalóides na bebida e em amostras biológicas também são escassos na literatura científica. No presente trabalho, será realizado um estudo farmacocinético dos alcalóides da ayahuasca. Para tanto, um método utilizando cromatografia em fase gasosa com detector de nitrogênio-fósforo (GC-NPD) para determinação simultânea de DMT e &#946;-carbolinas em ayahuasca foi desenvolvido e validado. O método para quantificação em plasma é de fundamental importância para determinação das concentrações dos alcalóides nessa matriz e comparação dos níveis no plasma e os efeitos observados nos voluntários que ingeriram a bebida. / The use of hallucinogenic substances has long been a matter of debate, due to the large number of supporters and has consequences that can result in the individual and the complex social context in which it fits into society. In this view has been increasing the use of a drink called ayahuasca, prepared by the infusion of plants native to the Amazon Basin region, originally used by indigenous people in shamanic rituals. Ayahuasca combines the action of hallucinogenic dimethyltryptamine (DMT), a serotonin receptor agonist 5-HT2A/2C with &#946;-carbolines, which are inhibitors of monoamine oxidase A (MAO-A). With the increased consumption of this drink in ceremonies of some syncretic religious movements in Brazil and the Santo Daime and Uniao do Vegetal (UDV), recently had its use for that purpose is regulated and approved by the Brazilian legislation. In recent years, these religious groups have spread in Europe and the United States, calling the attention of international researchers on the effects of ayahuasca. However, relatively little research has been carried out, including the basics such as pharmacokinetic studies of its active compounds in humans. Similarly, analytical methods for determination of major alkaloids in drink and in biological samples are also rare in the literature. In this work, a detailed pharmacokinetic study of ayahuasca alkaloids. Therefore, a method using gas chromatography with nitrogen detector-phosphorus (GC-NPD) for the simultaneous determination of DMT and &#946;-carbolines in ayahuasca was developed and validated. The method for quantification in plasma is of fundamental importance for determining the concentrations of alkaloids in the array and comparing the levels in plasma and the effects observed in volunteers who ingested the drink.

Após um intervalo de duas décadas, ressurgiu um novo interesse em estudos sobre alucinógenos que visam a compreensão de como estes compostos interagem com o sistema nervoso central (SNC). Sabendo-se que enzimas do tipo peroxidases estão presentes em células do tipo leucócitos, neurônios e microglia, e que, são capazes de oxidar compostos indólicos, esta, portanto, poderia representar uma rota ativa de metabolização de alucinógenos no SNC, ainda não conhecida. Nesta perspectiva, este trabalho contribui com a descrição da metabolização da dietilamida do ácido lisérgico (LSD) e da N,N-dimetiltriptamina (DMT) por peroxidase de rábano (HRP) e mieloperoxidase (MPO) proveniente de neutrófilos ativados. A formação de produtos de reação foi acompanhada por HPLC com detectores de arranjo de diodos (DAD) e fluorescência, e a identificação por espectrometria de massas (MS). Ambas as peroxidases foram capazes de metabolizar LSD a compostos que coincidem com produtos de sua metabolização in vivo, como 2-oxo-3-hidroxi-LSD (O-H-LSD) e nor-LSD, por enzimas hepáticas do complexo P450. Entretanto, um terceiro produto formado não havia sido descrito anteriormente. Apresenta como característica principal a abertura do anel indólico e foi nomeado pelo nosso grupo como N,N-dietil-7-formamido-4-metil-6-oxo-2,3,4,4a,5,6-hexahidrobenzo[f]quinolina-2-carboxamida (FOMBK). De uma maneira semelhante, HRP e MPO também metabolizaram DMT a um produto hidroxilado (OH-DMT), que possivelmente apresenta considerável ação alucinógena, e a um segundo produto nomeado N,N-dimetil-N-formil-quinuramina (DMFK). Visto que peroxidases estão presentes em diferentes tipos celulares, é razoável supor que a formação dos produtos descritos neste estudo possa ocorrer in vivo, numa possível via alternativa de metabolização de LSD e DMT ainda não descrita em humanos. / After a gap of two decades a new interest in hallucinogen studies that aim the comprehension of how these compounds interact with the central nervous system (CNS) rose again. It is known that peroxidases enzymes are present in cells such as leukocytes, neurons and microglia and that they are capable of oxidizing indolic compounds. Then it could represent an active metabolization pathway for hallucinogens in the CNS, not known yet. In this perspective, this study contributed with the description of the metabolization of lysergic acid diethylamide (LSD) and N,N-dimethyltryptamine (DMT) by horseradish peroxidase (HRP) and myeloperoxidase (MPO) from activated neutrophils. The formation of the reaction products was attended by HPLC with diode array and fluorescence detectors, and the identification by mass spectrometry (MS). Both peroxidases were capable of metabolizing LSD to compounds that coincide with products from its in vivo metabolization, as 2-oxo-3-hydroxy-LSD (O-H-LSD) and nor-LSD by the liver enzymes from P450 complex. However, a third compound had not been described before. It has the opened indolic ring as main characteristic and was named by our group as N,N-diethyl-7-formamido-4-methyl-6-oxo-2,3,4,4a,5,6-hexahydrobenzo[f]quinoline-2-carboxamide (FOMBK). In a similar way, HRP and MPO also metabolized DMT to a hydroxylated product (OH-DMT) that possibly shows a considerable hallucinogen action and to a second product named as N,N-dimethyl-N-formyl-kynuramine (DMFK). Since peroxidases are present in different cell types, it is reasonable to assume that the formation of the products described in this study may occur in vivo as well, in a possible alternative metabolic pathway for LSD and DMT that has not been described in humans yet.

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O metabolismo do triptofano (TRP) se dá por três vias metabólicas: a via das quinureninas, a via serotonérgica e a via das triptaminas. A primeira gera quinurenina e uma gama de produtos secundários e contribui para os fenômenos de tolerância e imunoescape de células tumorais. A via serotonérgica leva à produção de neuromediadores e pode gerar melatonina. Há evidências de que compostos desta via podem controlar o crescimento tumoral. A via das triptaminas origina triptamina (TRY) e N-N-dimetiltriptamina (DMT) e representa a rota menos conhecida de degradação do TRP. Assim, investigamos a via das triptaminas em linhagens de melanoma humano SK-Mel-19 e SK-Mel-147. A expressão gênica das enzimas aminoácido aromático descarboxilase (DDC) e indoletilamina-N-metiltransferase (INMT), que convertem o TRP em TRY e DMT, respectivamente, foi determinada por PCR em tempo real. Os metabólitos desta via foram detectados por LC/MS no sobrenadante das culturas celulares. O teste da ferida (scratch test) e o ensaio clonogênico foram usados a fim de triar uma possível atividade antitumoral de TRY e DMT. Apesar de termos observado a expressão das enzimas DDC e INMT apenas na linhagem SK-Mel-147, ambas produziram triptaminas e metabolizaram TRY e DMT. Dependendo da linhagem houve a produção de ácido indolacético, DMT hidroxilado e produtos de abertura do anel indólico. Por fim, TRY e DMT diminuíram a migração e a proliferação das células tumorais. Há ainda muito a se estudar sobre a participação da TRY e DMT na biologia do tumor e as nossas descobertas ampliam o papel do metabolismo do triptofano no processo tumoral. / Tryptophan (TRP) metabolism occurs by three pathways: kynurenine, serotonergic and tryptamines paths. The first generates kynurenine and a range of secondary products and contributes to tolerance and tumor immune escape. Serotonergic pathway leads to the production of neuromediators and can generate melatonin. There are evidences that compounds of this pathway may control tumor growth. Tryptamines pathway originates tryptamine (TRY) and N, N-dimethyltryptamine (DMT) and represents the less-known route of TRP degradation. Thus, we investigated tryptamines pathway on human melanoma cell lines SK-Mel-19 and SK-Mel-147. Gene expression of the enzymes aromatic amino acid decarboxylase (DDC) and indoletilamina-N-methyltransferase (INMT), which convert TRP to TRY and DMT, respectively, was determined by real time PCR. The metabolites of this pathway were detected by LC/MS in cell culture supernatant. The scratch test and clonogenic assay were used to screen a potential antitumor activity for TRY and DMT. Although we have observed the expression of the enzymes DDC and INMT only on SK-MEL-147, both cells produced tryptamines and metabolized TRY and DMT. Depending on the cell line, products were indoleacetic acid (IAA), hydroxylated-DMT (OH-DMT) and indole opening ring products. Finally, TRY and DMT decreased tumor cells migration and proliferation. There is much to be studied about the participation of TRY and DMT in tumor biology, and our findings extend the role of tryptophan metabolism in tumoral process.