A proteína hnRNP K é conhecida por seu papel nos múltiplos processos que compõe a expressão gênica, incluindo funções nos estágios de splicing, transcrição e tradução, desempenhadas, principalmente, através da ligação de seus domínios KH a nucleotídeos. A ativação inadequada da hnRNP K tem relação direta com a gênese de alguns tipos de câncer, sobretudo de cabeça e pescoço, mama e colo-retal, evidenciando a mesma como um atrativo alvo molecular para o desenvolvimento de novos fármacos antineoplásicos. Com o auxílio de técnicas in silico, foram identificados dois compostos orgânicos, um derivado de benzimidazol e outro derivado de fenilbenzamida, capazes de impedir a ligação da proteína hnRNP K a oligonucleotídeos in vitro. Aliando as técnicas de docking, campos de interação e dinâmica molecular foi possível sugerir que tais compostos apresentam características estruturais que permitem a realização de interações na fenda de ligação do domínio KH3, principalmente com os resíduos R40 e R59, os quais são considerados chaves no reconhecimento molecular de nucleotídeos. Os derivados de benzimidazol e fenilbenzamida constituem novos compostos de partida na busca de novos antineoplásicos que tem como alvo a proteína hnRNP K. Do ponto de vista de metabolismo e toxicidade, o derivado de fenilbenzamida parece ser mais promissor quando se investiga uma molécula para aplicação terapêutica, uma vez que gerou poucos alertas críticos de toxicidade, ao contrario do derivado de benzimidazol, que apresenta maior potencial genotóxico. Apesar de se ligarem aos domínios KH da hnRNP K e impedir sua complexação a nucelotídeos, ensaios com culturas de células mostraram apenas tênue atividade antitumoral para tais compostos, com maior redução de viabilidade celular, ao redor de 18% a 8,4 M, exibida pelo derivado de fenilbenzamida. Seguindo o princípio do análogo ativo, simulações de triagem virtual na busca de análogos dos ligantes da hnRNP K revelaram 21 novos derivados de benzimidazol ou fenilbenzamida na base de dados EXPRESS-Pick, dos quais 5 foram testados in vitro com a proteína e 3 novos ligantes identificados. Com o intuito de otimizar tais derivados, foram sugeridos in silico substituintes (potenciais bioisósteros) para os anéis dioxopirrolidínicos dos ligantes já identificados, guiando, assim, a futura síntese de novas substâncias com potencial atividade antitumoral. Além disso, o trabalho foi complementado através da proposição de síntese de novos derivados benzoxazepínicos acoplados a purinas, os quais também tem aplicação como antineoplásicos, entretanto por mecanismos que não envolvem a hnRNP K. A grande limitação desses derivados é a presença de um grupo nitro aromático, o qual é reconhecido por sua toxicidade pronunciada. Com o intuito de otimizar tais derivados, foram sugeridos in silico potenciais bioisósteros capazes de substituir o grupo nitro e guiar a síntese e novos derivados com atividade antitumoral e toxicidade reduzida. / hnRNP K protein is known for its role in the multiple processes that compose gene expression, including functions during splicing, transcription and translation, developed, mainly, by the binding of nucleotides to KH domains. Inadequate activation of hnRNP K induces the development of some types of cancer, including head and neck, breast and colorectal. In this way, hnRNP K is an attractive molecular target for antineoplastic drug design. Using in silico strategies, we have identified two organic compounds, a benzimidazole and a phenylbenzamide derivatives, able to prevent the natural binding of nucleotides to hnRNP K in vitro. Applying docking, molecular interaction fields and molecular dynamics simulations it was possible to propose that such compounds present structural characteristics capable to support intermolecular interactions inside KH3 domain binding cleft, mainly with R40 and R59 residues, which are extremely important during molecular recognition of nucleotides by hnRNP K. The benzimidazole and phenylbenzamide derivatives identified are novel lead compounds that can guide the design of new antineoplastic drugs targeting hnRNP K. Considering metabolic and toxicity predictions, the phenylbenzamide seems to be more promising than the benzimidazole derivative as a drug, once the benzimidazole presents genotoxic potential. Although both derivatives prevent the binding of nucleotides to hnRNP K, biological assays with tongue cancer cell lines revealed only a mild antitumoral activity for such compounds. Higher level of cell viability reduction, 18% at 8.4 M, was observed for the phenylbenzamide derivative. Following the similarity principle, virtual screening simulations were made intending to find novel benzimidazole and phenylbenzamide derivatives inside EXPRESS-Pick database. The search revealed 21 compounds, 5 of which were tested in vitro with hnRNP K, where 3 of them were active. Intending to optimize benzimidazole and phenylbenzamide derivatives in order to design more potent chemical entities, we have suggested in silico substituents as potential bioisosteric groups of the dioxopyrrolidine rings of hnRNP K ligands, guiding the future synthesis of novel compounds with enhanced antitumoral activity. Moreover, complementary work proposition was performed through the synthesis of benzoxazepin-purines, which also present antitumoral activity but not through hnRNP K pathway. The major limitation of such derivatives is the presence of a nitro aromatic group, which can be very toxic. 20 potential bioisosteric groups were proposed as fragment candidates to replace the nitro one in order to design novel antitumoral derivatives with reduced toxic potential.

O emprego da catálise de transferência de fase substituindo uma ou mais etapas da síntese de um fármaco, pode ser um recurso vantajoso sob o ponto de vista tecnológico. Empregado na síntese de importantes fármacos que são a dicicloverina, caramifeno eamiodarona, a catálise de transferência de fase revelou-se muito vantajosa na síntese dos dois primeiros. A dicicloverina e o caramifeno tiveram as suas rotas de obtenção verticalizadas, com bons resultados e custos bem mais baixos quando comparados com os atualmente adquiridos no exterior. Ficou evidente que a catálise de transferência de fase pode ser aplicada com sucesso na produção destes e outros fármacos em associação com técnicas já conhecidas com ótimos resultados. / The phase transfer catalysis application replacing one or more steps in the drug synthesis, can be of advantage in the technologycal approach. Applied to the synthesis of important drugs such as diciclomine, caramiphen,and amiodarone, the phase transfer catalysis resulted in a very advantageous method in the first two drugs. The diciclomine and the caramiphen, gets their obtention routes from raw materiaIs wi th good resul ts and low coasts, when compared wi th the drugs presently purchassed in foreign countries. It is clear that the phase transfer catalysis, can be applied succesfully in the manufacturing of these and other drugs, in conjuction with known techniques with good results.

Este trabalho teve como objetivo propor novo método para estudar a permeabilidade de fármacos, utilizando epitélio intestinal de rã-touro (Rana catesbeiana) em método ex vivo, empregando células de Franz. Por utilizar epitélio intestinal, um material de descarte proveniente de um animal utilizado como alimento humano, pode ser considerado um método alternativo, pois não implica no sacrifício de animais. A quantidade de fármaco permeada foi determinada por método de eletroforese capilar com detecção ultravioleta e validado para os antivirais lamivudina, zidovudina e aciclovir, na presença de metoprolol e floridizina. O fármaco escolhido como modelo nos ensaios de permeabilidade foi a lamivudina. Para estabelecimento do protocolo experimental dos estudos de permeabilidade, foi proposta uma análise de variância three-way para verificar a influência na permeabilidade dos fármacos, das seguintes variáveis: secção intestinal, pH da solução de Ringer e temperatura. Foram determinados a quantidade total de fármaco permeado (Qt), o coeficiente de permeabilidade aparente (Papp) e a constante de absorção de primeira ordem (ka). A partir da análise do planejamento experimental, os efeitos das variáveis não foram significativos, exceto para a secção intestinal. Os resultados de coeficiente de permeabilidade aparente (Papp) obtidos foram de 0,09 x 10-4 cm/s para lamivudina e de 0,22 x 10-4 cm/s para o metoprolol. O valor de Papp obtido de para o metoprolol é próximo dos valores encontrados na literatura para outras técnicas. Para a lamivudina, entretanto, a diferença encontrada em comparação às células Caco-2 pode ser devida às diferentes técnicas empregadas. / This work aimed to propose a new method for studying drug permeability using frog intestinal epithelium (Rana catesbeiana) in ex vivo method, using Franz cells. By using intestinal epithelium, a disposal material from an animal used as human food, can be considered an alternative method, because it doesn\'t involve the sacrifice of animals. The amount of permeated drug was determined by capillary electrophoresis method with UV detection and validated for antiviral drugs lamivudine, zidovudine and acyclovir in the presence of metoprolol and floridizina. The drug chosen as a model in permeability studies was lamivudine. To establish the experimental protocol for the permeability studies, a three-way analysis of variance was proposed to check the influence of intestinal section, pH of Ringer\'s solution and the temperature on the permeability. Total amount of drug permeated (Qt), apparent permeability coefficient (Papp) and first-order constant absorption (ka) were determined. By the analysis of experimental design, the effects of the variables were not significant, except for intestinal section. The results of apparent permeability coefficient (Papp) obtained were 0.09 x 10-4 cm/s for lamivudine and 0.22 x 10-4 cm/s for metoprolol. The value of Papp obtained for metoprolol is quite close to the values found in literature for other methods. For lamivudine, however, the difference found in comparison to Caco-2 cells may be due to different techniques.

A absorção oral de um fármaco é fundamentalmente dependente da solubilidade aquosa e da permeabilidade gastrintestinal. Estes são fatores determinantes da biodisponibilidade e, consequentemente, da eficácia clínica de um medicamento. O Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), fundamentado nas propriedades de solubilidade e permeabilidade, consolidou-se nos últimos anos como ferramenta de auxílio na predição da biodisponibilidade de fármacos e tem sido empregado no desenvolvimento de formas farmacêuticas, contendo novos fármacos ou não, bem como no registro de medicamentos genéricos. O emprego do SCB para a isenção dos estudos de biodisponibilidade relativa/bioequivalência para algumas classes de fármacos vem sendo adotado e discutido, uma vez que os ensaios de biodisponibilidade apresentam limitações técnicas, econômicas e éticas. Assim, nos últimos anos, Agências Regulatórias têm utilizado o SCB para permitir que testes de dissolução in vitro sejam usados para estabelecer bioequivalência no caso de fármacos altamente solúveis e altamente permeáveis. O presente trabalho tem como objetivos revisar e reunir a literatura relacionada ao SCB com vistas a discutir a possibilidade de isenção dos estudos de biodisponibilidade relativa / bioequivalência para os medicamentos. Com esta proposta, foram pesquisadas as bases de dados Pubmed, Medline, Legislações Brasileiras indexadas no Visalegis e Legislação Internacional. Buscou-se a literatura pertinente publicada no período entre 1980 e o primeiro semestre de 2009. Desde a introdução do SCB existe uma relutância na aplicação das bioisenções para o registro de genéricos uma vez que as indústrias farmacêuticas não querem arriscar uma rejeição à sua solicitação nos países onde esse sistema ainda não é aceito, principalmente devido à falta de harmonização da legislação global. No Brasil, o SCB não é aceito para isenção de estudos de biodisponibilidade relativa/bioequivalência, pois os dados de permeabilidade são escassos na literatura científica para a grande maioria dos fármacos e ainda não existem protocolos validados para os estudos de permeabilidade. Além disto, o país ainda não possui um sistema de registro e controle de qualidade de princípios ativos e excipientes, ou seja, até o momento, não há regulamentação técnica para registro de matérias-primas de produtos farmacêuticos e cosméticos, ao contrário do que existe nos Estados Unidos. Para uma melhor aplicabilidade do SCB nas bioisenções as seguintes questões devem ser destacadas: continuidade do suporte científico para assegurar bioisenções para fármacos da Classe III; suporte científico para as metodologias de determinação de permeabilidade, com o objetivo de determinar a classificação biofarmacêutica dos fármacos; discutir a aplicação da Classificação Biofarmacêutica na fase de pesquisa e desenvolvimento de novas moléculas. / The oral absorption of a drug is fundamentally dependent on the aqueous solubility and gastrointestinal permeability. Those are determinant factors of the bioavailability of a drug and of the clinical efficacy of a pharmaceutical product. The Biopharmaceutics Classification System (BCS) is based on the properties of solubility and permeability and has been developed as a tool to predict bioavailability of drugs. BCS has also been used in the development of new dosage forms, including new molecules or not, as well as in the registration of generic drugs. The use of BCS as a \"waiver\" of in vivo bioavailability and bioequivalence studies for some drug classes has been discussed, since bioavailability studies represent technical, economical and ethical limitations. Therefore, in the last years the Regulatory Agencies have used BCS to allow that in vitro dissolution tests be used to establish bioequivalence in the case of highly soluble and highly permeable drugs. The present study has the objective to review the literature related to BCS, focusing in the discussion of biowaivers. The research was conducted using the following databases: Pubmed, Medline, Brazilian legislation indexed in the ANVISA website (VISALEGIS) and international legislation. The research period was between 1980 and the first semester of 2009. Since the introduction of BCS there is reluctance in the application of a biowaiver because the pharmaceutical companies do not want to risk a rejection of their biowaiver request in the countries where this system has not been established yet and also due to the lack of global legislation harmonization. In Brazil the BCS is not accepted for waiving bioequivalence studies, since permeability data are not very common in the scientific literature, for the great majority of drugs. Besides, the country does not have a regulatory framework for the registration of active pharmaceutical ingredients and raw materials, as it happens in the United States. In order to give a better applicability of BCS in biowaiver requests, the following questions must be pointed out: continuity of scientific support to assure biowaivers for Class III drugs; scientific support for permeability methodologies determination; discuss the applicability of BCS in early development phase studies for new molecular entities.

Triclosan é um composto orgânico de baixa solubilidade que vem sendo utilizado em formulações de cremes dentais e faciais, xampu, sabonetes, embalagens de gêneros alimentícios e diversos tipos de materiais, tais como, adesivos, brinquedos, sapatos, selantes, tintas, colchão, roupas, pisos, toldos e rejuntes. O amplo uso deste composto deve-se à grande eficácia contra bactérias Gram negativas e Gram positivas. Por seu extenso uso, evidências da presença de Triclosan têm sido frequentemente relatadas em efluentes urbanos e industriais, águas superficiais e sedimentos de ambientes dulcícolas, estuarinos e marinhos, como também em organismos aquáticos como algas, peixes e mamíferos. Neste contexto, o presente estudo avaliou a toxicidade aguda e crônica de Triclosan para diferentes invertebrados marinhos de águas tropicais. Para tanto, ensaios de toxicidade aguda foram realizados com o copépodo Nitokra sp (mortalidade) e com o ouriço-do-mar Lytechinus variegatus (taxa de fertilização). Para a avaliação do efeito crônico, ensaios de toxicidade de curta duração (desenvolvimento embriolarval) foram realizados com o ouriço-do-mar L. variegatus e Perna perna. Além desses métodos, o ensaio do Tempo de Retenção do Corante Vermelho Neutro foi empregado com a finalidade de se avaliar os efeitos do Triclosan sobre a estabilidade da membrana lisossômica de hemócitos de P. perna. Na avaliação do efeito agudo, o valor médio da CL(I)50;96h encontrada para o copépodo foi de 0,20 mg.L-1 enquanto que o valor médio da CI(I)50;1h para ouriço-do-mar foi de 0,28 mg.L-1. Já na avaliação do efeito crônico, o valor médio da CI(I)50;24h para ouriço-do-mar foi de 0,14 mg.L-1 e para o molusco bivalve a média da CI(I)50;48h, foi de 0,13 mg.L-1. O efeito na estabilidade da membrana lisossômica de hemócitos de P. perna ocorreu em concentrações a partir de 12 ng.L-1. Estes resultados evidenciam o risco ecológico da introdução contínua desse composto em ambientes marinhos, e devem ser considerados para identificação de concentrações seguras e futura regulação do bactericida Triclosan na legislação ambiental nacional e internacional. / Triclosan is a low solubility organic compound that has been used in toothpastes, face cream, shampoos, soaps, food packages, and a variety of other materials such as stickers, toys, shoes, paints, clothes, tiles, awnings and grout. The reason for its intense use as biocide is its great efficacy against Gram-negative and Grampositive bacteria. Evidences of Triclosan presence in urban and industrial effluents, superficial waters and sediments from freshwater, estuarine, and marine environments, as well as aquatic organisms (algae, fishes, mammals) have been reported in the literature. In this context, the present study assessed the acute and chronic toxicity of Triclosan to different tropical marine invertebrates. Acute toxicity bioassays using the copepod Nitokra sp (mortality) and the sea-urchin Lytechinus variegatus (fertilization rate) were performed. Short-term chronic toxicity bioassays with Lytechinus variegatus and the bivalve mussel Perna perna were carried out in order to assess Triclosan chronic effects. Besides, the Neutral Red Retention Time assay was employed to evaluate the effect of Triclosan on the stability of lysosomal membrane of hemocytes of Perna perna. In the acute toxicity assays, the mean value of LC(I)50;96h obtained for the copepod was 0.20 mg L-1, whereas the mean value of IC(I)50;1h for the sea-urchin was 0.28 mg L-1. In the chronic toxicity assays, the mean value of IC(I)50;24h recorded for the seaurchin was 0.14 mg L-1, whilst for the bivalve mollusk the mean value of IC(I)50;48h was 0.13 mg L-1. The effect on the lysosomal membrane stability of Perna perna hemocytes started to occur from 12 ng L-1. The results evidence the ecological risk associated to the continuous introduction of Triclosan into marine aquatic environments and must be considered in the identification of safety concentrations and future regulation of this bactericide compound in national and international environmental legislation.

A fosfoetanolamina é um dos principais constituintes de membranas neuronais de mamíferos e sua deficiência orgânica está intensamente relacionada com epilepsias e distúrbios do sistema nervoso central. Devido a estas evidências, é de suma importância o conhecimento da influência das propriedades físico-químicas, na forma sólida e líquida e suas inter-relações com possível efeito anticonvulsivo. Buscando elucidar algumas destas questões o presente trabalho teve por objetivos avaliar biologicamente os possíveis efeitos anticonvulsivantes e antiepiléticos da fosfoetanolamina sintética FS e FSI, frente a convulsões induzidas por PTZ e nos estados epiléticos, detectados em EEG, de ratos Wistar epiléticos. Foram utilizadas metodologias específicas para ambas as etapas do estudo, incorporando modelos pré-clínicos de avaliações neurológicas de medicamentos pró-anticonvulsivos. Os resultados apontaram efeito na diminuição da intensidade das crises e de óbitos frente ao modelo de indução de crises por PTZ, e efeito anticonvulsivo da forma líquida e sólida frente ao modelo de ratos geneticamente epiléticos, indicando provável ação neurológica da fosfoetanolamina aos eventos biológicos observados. / Phosphoethanolamine is one of mains the mammals membranes constituent and your organic deficiency is intensely related with nervous system central disturbances and epilepsies. Due to this evidences, it belongs to vanish importance knowledge the influence physicist-chemical properties, in the solid form and liquid form and your interrelations with possible effect anticonvulsive. The present work had for goals to evaluate biologically the possible effects anti convulsive and anti epilepticals of synthetical phosphoethanolamine SF and LF, front the convulsions induced for PTZ and in the epileptic state, detected in EEG, of epileptic Wistar mices. They were going used specific methodologies for both the study stages, incorporating models pre-clinical of anticonvulsivements medications neurological evaluations. The results pointed effect in the crises intensity decrease and of deaths front to the crises induction for PTZ, and effect anti convulsive of the liquid and solid form front the model of epileptic genetically mice, indicating phosphoethanolamine probable has neurological action to the observed biological events.

A doença de Chagas é uma doença negligenciada, endêmica, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, parasita intracelular obrigatório, que necessita de seres vivos de duas classes totalmente diferentes (insetos, o mais comum, Triatoma infestans, e mamíferos, como, por exemplo, o homem) para completar seu ciclo. Em 2009, a doença completou 100 anos de conhecimento pela humanidade, no entanto não há motivos para comemoração, uma vez que, apesar de quase totalmente descrita desde sua descoberta por Carlos Chagas, não há um fármaco que seja ativo na fase crônica. Sabendo que a fase aguda é de difícil diagnóstico e devido à ausência de sintomas indicativos, pode-se dizer que a doença de Chagas é praticamente incurável. Os fármacos utilizados na terapêutica, benznidazol e nifurtimox, são os mesmos há várias décadas. É, portanto, imperioso se buscar candidatos a fármacos antichagásicos que possam suprir o arsenal terapêutico altamente escasso da parasitose. O hidroximetilnitrofural (NFOH), derivado sintetizado em nosso laboratório, se mostrou antichagásico promissor, com maior atividade in vitro em relação ao benznidazol, além de ser quatro vezes menos tóxico que o nitrofural, seu precursor. Por outro lado, o bioisosterismo consiste na substituição de elementos ou grupos a fim de se obter melhores propriedades biológicas do fármaco protótipo, caracterizando-se, assim, como forma de modificação molecular. Assim sendo, o objetivo do presente trabalho foi a aplicação de bioisosterismo no anel furânico do NFOH, sintetizando derivados imidazólicos e triazólicos, além do mesmo tipo de modificação molecular na cadeia lateral, através da formação de semicarbazonas e tiossemicarbazonas. Dessa forma, pretendeu-se sintetizar compostos que atuariam sobre o parasita por três diferentes vias: a geração de peróxido de hidrogênio, tóxico por ser dificilmente reduzido pelo parasita, através de reações de oxidorredução mediadas pelo grupo nitro; a inibição da enzima cruzaína (presente somente no Trypanosoma cruzi) e inibição da14-α esterol desmetilase, enzima fundamental na cascata de reações de formação de ergosterol, componente da parede celular do parasita. A síntese dos imidazóis, prevista para ser realizada em cinco ou seis etapas (há possibilidade de realizar em dez etapas através de outra rota), teve duas etapas completadas, com a proteção, utilizando tritila, do nitrogênio 1 do 4-carboxialdeído imidazol e a produção do agente nitrante. Houve problemas na proteção do hidrogênio ligado à carbonila do mesmo composto, necessária para o êxito da nitração ao carbono 2, seguida de reação de acoplamento com a semicarbazona (e tiossemicarbazona) e hidroximetilação. No caso da síntese dos triazóis, também prevista para ser realizada em cinco etapas, concluíram-se duas delas - oxidação do grupo amina a nitro do 3-aminotriazol e hidroximetilação no nitrogênio 1, utilizando formaldeído. A etapa seguinte, de oxidação e formação da carbonila, a fim de permitir reação com semicarbazona, não foi bem-sucedida, uma vez que o composto não se mostrou estável nas condições da reação. Tentativas com diferentes métodos foram realizadas, mas não houve sucesso na formação da carbonila ligada ao nitrogênio 1. Análogos do nitrofural contendo anéis nitrobenzênicos e imidazólicos (sem nitro) foram sintetizados e poderão ser ensaiados no prosseguimento deste trabalho. Através de Modelagem Molecular, realizou-se avaliação comparativa entre a capacidade de redução do grupo nitro dos quatro compostos propostos no projeto em relação aos análogos já sintetizados e conhecidos (contendo anel furânico e tiofênico), além de outros catorze compostos propostos contendo mudanças no anel aromático e na semicarbazona/tiossemicarbazona. Foi possível prever a atividade por um dos mecanismos propostos, que podem estar envolvidos também com toxicidade. Dentre os 22 derivados, o composto imidazólico contendo semicarbazona, que está sendo sintetizado, mostrou-se com maior capacidade de sofrer redução no grupo nitro. Dinâmica molecular associada ao docking foi utilizada como ferramenta a fim de se avaliar o mecanismo de inibição sobre a cruzaína. Assim, selecionaram-se o NFOH, além de outros sete bioisósteros, dentre eles os quatro que foram propostos neste projeto. Após dinâmica molecular de 3 ns, observou-se que a CYS25 da proteína se distanciou da carbonila do NFOH, sugerindo dificuldade ao ataque proposto na literatura para outros compostos contendo esta região da molécula. Estudos adicionais sobre a forma de inibição do NFOH à cruzaína se fazem necessários. / Chagas\' disease is an endemic, neglected disease caused by Trypanosoma cruzi protozoan, which is an intracellular parasite that requires another type of completely different species (insects, the most common, Triatoma infestans and mammals as human being, for example) to complete its cycle. In 2009, this sickness completed 100 years of discovery, however there is no reason for a happy celebration. In spite of being completely described by Carlos Chagas since that time, there is not even one drug that is active in the chronic phase. As the acute phase is very hard to diagnose, and due to the absence of symptoms, nowadays Chagas\' disease is practically incurable. The drugs used in the therapeutics are the same since decades ago, benznidazole and nifurtimox. So, it is peremptory to find new candidates of antichagasic drugs that may supply the scarce of therapeutic options to this parasitosis. Hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), which is already synthesized in our laboratory, has shown to be promising antichagasic with higher activity and four times less toxic in vitro when compared to benznidazole, its precursor. On the other hand, bioisosterism is a useful kind of molecular modification that consists of substitution of elements and groups in order to obtain better biological properties of a prototype. Therefore, the aim of this work was the application of bioisosterism in the furan ring of NFOH by synthesizing imidazole and triazole aromatic ring compounds. Bioisosterism is also applied in the side chain, while semicarbazone and thiosemicarbazone compounds were designed for these possessing nitrogen aromatic rings. So, it was attempted to synthesize compounds that are able to kill the parasite by three different ways: generation of hydrogen peroxide by nitro group, which is highly toxic to the parasite that have problems to neutralize it; inhibition of cruzain, a major cysteine-protease that is present in some catalytic ways of the parasite, and inhibition of 14-α sterol demethylase, a fundamental enzyme in the pathway of ergosterol production, which is a cell wall component. In the imidazole synthesis route, two of the five or six steps (there is possibility to achieve in ten steps, by another route), planned were completed, with the trityl protection of the nitrogen 1 of 4-carboxaldehyde imidazole and the nitrating agent was also produced successfully. Some problems were observed in the protection of the hydrogen bound to the same compound carbonyl by ketal production, which is necessary to provide the nitration in the carbon 2, followed by coupling reaction to the semicarbazide or thiosemicarbazide and the hydroxymethylation, which is the last step of synthesis. In the triazole synthesis, which was predicted to be achieved in five steps, only two were also concluded oxidation of the amino group to produce 3-nitrotriazole and hydroxymethilation of the nitrogen 1, using formaldehyde. The next step, oxidation to produce carbonyl, in order to allow reaction with the thio or semicarbazone moiety, was not well succeeded, because this compound was not stable in the reaction conditions. Different methods were tempted, but no success was observed for the carbonyl formation on the nitrogen 1. Nitrofurazone (NF) analogs containing nitrobenzenic and imidazolic nucleus (without nitro presence) were synthesized and now are able to be tested in a possible continuation of this work. By using molecular modeling, a comparative evaluation of the nitro reduction capacity by the nitrocompounds designed in this project related with other bioisosters that were already synthesized by our group have been made, in addition to other selected bioisosters. It was possible to predict the activity of these compounds by one of the proposed mechanisms, which can also be evolved with toxicity. Among the 22 calculated compounds, the imidazole compound with sulfur in the side chain presented higher ability to nitro reduction. Molecular dynamics, associated with docking, was used as a tool in order to evaluate the inhibition mechanism over the cruzain. So, NFOH and seven other bioisosters were chosen. After 3 ns of simulation, it was observed that the CYS 25 residue of the protein was distant to the NFOH carbonyl, suggesting difficulty in the proposed in the literature interaction for other compounds containing the moiety. Additional studies to clarify the inhibition form of NFOH to cruzain are necessary.

Dentre as doenças parasitárias tropicais, as causadas por protozoários se apresentam como um grande desafio para a saúde pública, sendo representadas pela leishmaniose e doença de Chagas. Afetam grandes populações marginais ao processo econômico globalizado, e desta forma, não são vistas como mercados potenciais. O presente projeto visou o isolamento de novos compostos naturais de venenos animais com atividade anti-Leishmania e anti-T. cruzi. O presente estudo fracionou por diferentes técnicas cromatográficas, os venenos dos anfíbios Siphonops annulatus, Corythomantis greeningi, Aparasphenodon brunoi e Phyllomedusa hypochondrialis, visando o isolamento de peptídeos e metabólitos secundários através de ensaios biomonitorados. Utilizando-se a espectrometria de massas e seqüenciamento por degradação química de Edman, foi possível a caracterização bioquímica de cinco peptídeos ativos da secreção de Phyllomedusa hypochondrialis, sendo estes a bradicinina, as dermaseptinas 1 e 4 e as filoseptinas 7 e 8. Os peptídeos apresentaram uma Concentração Efetiva 50% (CE50) variando entre 0,7 a 20 ?g/mL em L. (L.) infantum chagasi e T. cruzi, com baixa ou nenhuma citotoxicidade para células de mamíferos nas concentrações testadas. Além disso, a separação química da secreção do anfíbio Siphonops annulatus forneceu uma fração altamente ativa em promastigotas de L. (L.) infantum chagasi, com CE50 0,065 ?g/mL, porém com toxicidade bastante elevada para macrófagos peritoneais e nenhuma seletividade nas formas intracelulares. Estudos ultraestruturais de Leishmania demonstraram severos danos mitocondriais, além da formação de grande vacúolos citoplasmáticos, levando o parasita a morte em poucas horas. O presente estudo demonstrou o potencial de peptídeos e metabólitos secundários de venenos de anfíbios, que se adequadamente estudados, poderão contribuir como novos protótipos de fármacos para a doenças negligenciadas. / Among the tropical parasitic diseases, those caused by protozoa present a major challenge to public health, being represented by leishmaniasis and Chagas disease. Affect large populations marginal to the global economic process, and thus are not seen as potential markets. This project aimed the isolation of new natural compounds in animal venoms with anti-Leishmania activity and anti-T. cruzi. The present study fractionated by different chromatographic techniques, the poisons of the amphibians Siphonops annulatus, Corythomantis greeningi, Aparasphenodon brunoi and Phyllomedusa hypochondrialis, aiming the isolation of peptides and secondary metabolites through bioguided assays. By using mass spectrometry and sequencing by Edman degradation, it was possible to do the biochemical characterization of five active peptides from the poison of Phyllomedusa hypochondrialis, as bradykinin, dermaseptins 1 and 4 and phylloseptins 7 and 8. The peptides showed a 50% Effective Concentration (EC50) ranging from 0.7 to 20 ?g/mL in L. (L.) infantum chagasi and T. cruzi, with little or no cytotoxicity to mammalian cells at the tested concentrations. In addition, the chemical separation of the poison of the amphibian Siphonops annulatus provided a highly active fraction against promastigotes of L. (L.) infantum chagasi, with an EC50 of 0.065 ?g/mL, but highly toxicity to peritoneal macrophages and without selectivity against the intracellular forms of Leishmania. Ultrastructural studies of Leishmania showed severe mitochondrial damages and the formation of large cytoplasmic vacuoles, leading to parasite death within few hours. The present study demonstrated the potential of peptides and secondary metabolites of amphibian poisons, and if adequately studied, may contribute as prototypes of new drugs for neglected diseases.

Foram preparados produtos da reação do ácido algínico com a monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA) e trietanolamina (TEA) sob refluxo em meio de clorofórmio, os quais foram denominados MEA, DEA e TEA-produtos. Os compostos foram caracterizados por Análise Elementar e Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho. As técnicas termoanalíticas Termogravimetria (TG), Termogravimetria Derivada (DTG), Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foram utilizadas para avaliar o comportamento e estabilidade térmica, as etapas envolvidas e determinar os parâmetros cinéticos da decomposição térmica do Halg e dos produtos de reação. A 13C RMN foi utilizada para propor uma possível estrutura para o MEA-produto e também para estimar o grau de conversão de ácido a produto. A organização estrutural do Halg e de um de seus produtos de reação foi avaliada usando difração de raios X. A Microscopia Eletrônica de Varredura foi utilizada para estudar a morfologia do Halg e dos produtos de reação. O MEA-produto foi misturado aos fármacos Paracetamol, Tioconazol e Ramipril e essas misturas foram caracterizadas por Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho e por Análise Térmica, com o objetivo de verificar a interação de fármacos com o material biopolimérico. / The products of the reaction between alginic acid and monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA) and triethanolamine (TEA) were prepared in chlroform under reflux, named MEA, DEA e TEA-products. These compounds were characterized by Elemental Analysis and Spectroscopy in the Infrared region. The Thermal analytical techiniques Thermogravimetry (TG), Derivative Thermogravimetry (DTG), Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were used to evaluate the thermal behavior and stability of the compounds as well as the steps and the kinetic parameters involved in the thermal decomposition of Halg and the MEA, DEA e TEA-products.<br /> The 13C NMR was used to propose a possible structure for MEA-product and to estimate the degree of the conversion. The structure order of Halg and MEA-product was evaluated by X-ray diffraction. The scanning electron microscopy was used to investigate the morphology of Halg and the reaction products. The MEA-product was mixed with the drugs Paracetamol, Tioconazole and Ramipril. The mixtures were characterized by Infrared spectroscopy and Thermal Analysis, in order to verify the interaction of drugs with the biopolymeric material

A doença de Chagas é uma doença tropical negligenciada de alta prioridade nos programas de pesquisa e desenvolvimento da Organização Mundial da Saúde. Grave problema de saúde pública, é uma das maiores causas de desordens cardíacas em vários países da América Latina. A inexistência de um tratamento satisfatório faz urgente a busca por novas alternativas terapêuticas. Nesse contexto, o objetivo dessa tese de doutorado foi o desenvolvimento de inibidores da enzima cruzaína de Trypanosoma cruzi, alvo molecular validado para a doença de Chagas, utilizando de forma integrada várias estratégias experimentais e computacionais de química medicinal e planejamento de fármacos. Duas classes de inibidores foram utilizadas como compostos líderes: derivados benzimidazólicos e imídicos. Diversas etapas de planejamento, síntese química e avaliação biológica foram realizadas de forma iterativa até que a otimização da potência dos compostos fosse alcançada. Modificações em diversas regiões de cada composto líder foram exploradas, levando ao entendimento de requerimentos de SAR essenciais para a inibição enzimática. O mecanismo de inibição de novas séries de compostos foi determinado. Estudos preliminares de toxicidade, em linhagens celulares e in vivo, mostraram que os compostos apresentam um perfil seguro. Por meio da realização de um estágio de doutorado sanduíche no departamento de metabolismo de fármacos e farmacocinética da empresa farmacêutica norte-america AbbVie, foi realizada a determinação de parâmetros farmacocinéticos dos compostos investigados. Além disso, foi possível a utilização de uma metodologia recentemente implementada na empresa, com foco na otimização de múltiplos parâmetros de um composto teste. Este método foi utilizado para a identificação de candidatos a novos fármacos com um equilíbrio favorável entre potência e parâmetros farmacocinéticos, que são absolutamente essenciais para o desenvolvimento de um novo fármaco eficaz e seguro. Por fim, foi criada uma estratégia mais racional e efetiva para a triagem de candidatos a novos antichagásicos, que apresentem uma combinação otimizada de potência e propriedades de ADME. / Chagas\' disease is considered a high priority neglected tropical disease by the World Health Organization in its research and development programs. It is a serious public health problem, being among the main causes of cardiac disorders in many countries in Latin America. The absence of an effectite treatment makes urgent the pursue of novel therapeutic options. In this way, the goal of this PhD thesis was to develop inhibitors of the enzyme cruzain, the main cysteine protease from Trypanosoma cruzi, a validated target for Chagas\' disease drug discovery. This work involved the combination of experimental and computational approaches in medicinal chemistry and drug design. Two sets of inhibitors were used as lead compounds: benzimidazole and imide derivatives. The design, chemical synthesis and biological evaluation of several compounds were performed iteratively, until the optimization of potency was achieved. Modifications in different regions of each lead compound were explored, making it possible to understand the SAR requirements for enzyme inhibition. The mode of inhibition of the compounds was determined. Preliminary toxicity studies were caried out using cellular lineages and mice, showing that the compounds possess a safe profile. A PhD internship at the department of metabolism and pharmacokinetics at the U.S. pharmaceutical company AbbVie led to the determination and optimization of the pharmacokinetic profile of the inhibitors. Besides, a methodology recently implemented in the company was employed in this work, which aims a multi parametric optimization of the test compounds. This method was used to identify drug candidates with a favorable balance between potency and pharmacokinetic parameters, which are absolutely essential to develop a new, safe and effective drug. Finally, it was created a rational and more effective strategy for the screening of new antichagasic drug candidates, presenting an optimized combinaiton of potency and ADME properties.