Submitted by CAUÊ BENITO SCARIM null (cauebenitos@gmail.com) on 2016-03-09T00:04:25Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - SCARIM, C.B. 2016. pdf.pdf: 4196211 bytes, checksum: 3b69f8889922b703bfe72101d8c90041 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-09T18:45:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 scarim_cb_me_arafcf.pdf: 4196211 bytes, checksum: 3b69f8889922b703bfe72101d8c90041 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T18:45:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 scarim_cb_me_arafcf.pdf: 4196211 bytes, checksum: 3b69f8889922b703bfe72101d8c90041 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A tripanosomíase americana ou doença de Chagas é uma zoonose endêmica em 21 países das Américas do Sul e Central, apontada como uma grave doença parasitária resultante da infecção pelo parasito hemoflagelado denominado Trypanosoma cruzi que utilizam insetos triatomíneos como vetores. Existem dois fármacos para o tratamento dessa enfermidade, o nifurtimox (NFX) e o benznidazol (BNZ), ativos apenas na fase aguda da doença, sendo que no Brasil apenas o BNZ é comercializado. Em busca de novas alternativas para o tratamento, destaca-se o hidroximetilnitrolfural (NFOH), ativo contra as formas tripomastigotas e amastigotas em ensaio in vitro e in vivo. O objetivo deste trabalho foi realizar ensaios in vivo em camundongos Balb/c, na fase crônica da doença de Chagas. Neste sentido foi padronizado o ensaio em fase crônica, utilizando a cepa Y de T.cruzi, com inóculos de 102 formas tripomastigotas. Os animais foram tratados durante 60 dias com NFOH e BNZ seguido de imunossupressão induzida por dexametasona durante 14 dias. Ao final do protocolo os animais foram eutanasiados, pesados, realizado as análises bioquímicas (TGO, TGP, CK–MB, e GGT) e histopatológica. Os resultados demonstraram que nos animais tratados com NFOH e BZN não foi observada a reativação da parasitemia após a imunossupressão, enquanto no controle positivo houve reativação em 55,5% dos animais. Os ensaios bioquímicos não demonstraram alteração nos valores em todos os grupos. Os pesos relativos bem como a análise macroscópica do coração, vesícula biliar, baço e rins do grupo NFOH foram similares ao grupo controle negativo enquanto o grupo BZN foi semelhante ao grupo controle positivo. Na analise histopatológica, o grupo NFOH apresentou apenas a presença de um amastigota em um coração dentre oito animais (1/8) enquanto o grupo BZN foi observado presença de um à dois ninhos em quatro corações (4/8) e no fígado (1/8) comparados com o controle positivo, em que observou-se a presença e inúmeros ninhos amastigotas no coração (5/9) e também no fígado (2/9). Foi observada, também, a presença de ninhos de amastigotas em torno do plexo intestinal do grupo controle positivo (1/9), mas ausente no grupo NFOH, sugerindo que o NFOH é um potencial candidato a fármaco para utilização em fase crônica da doença de Chagas. / A tripanosomíase americana ou doença de Chagas é uma zoonose endêmica em 21 países das Américas do Sul e Central, apontada como uma grave doença parasitária resultante da infecção pelo parasito hemoflagelado denominado Trypanosoma cruzi que utilizam insetos triatomíneos como vetores. Existem dois fármacos para o tratamento dessa enfermidade, o nifurtimox (NFX) e o benznidazol (BNZ), ativos apenas na fase aguda da doença, sendo que no Brasil apenas o BNZ é comercializado. Em busca de novas alternativas para o tratamento, destaca-se o hidroximetilnitrolfural (NFOH), ativo contra as formas tripomastigotas e amastigotas em ensaio in vitro e in vivo. O objetivo deste trabalho foi realizar ensaios in vivo em camundongos Balb/c, na fase crônica da doença de Chagas. Neste sentido foi padronizado o ensaio em fase crônica, utilizando a cepa Y de T.cruzi, com inóculos de 102 formas tripomastigotas. Os animais foram tratados durante 60 dias com NFOH e BNZ seguido de imunossupressão induzida por dexametasona durante 14 dias. Ao final do protocolo os animais foram eutanasiados, pesados, realizado as análises bioquímicas (TGO, TGP, CK–MB, e GGT) e histopatológica. Os resultados demonstraram que nos animais tratados com NFOH e BZN não foi observada a reativação da parasitemia após a imunossupressão, enquanto no controle positivo houve reativação em 55,5% dos animais. Os ensaios bioquímicos não demonstraram alteração nos valores em todos os grupos. Os pesos relativos bem como a análise macroscópica do coração, vesícula biliar, baço e rins do grupo NFOH foram similares ao grupo controle negativo enquanto o grupo BZN foi semelhante ao grupo controle positivo. Na analise histopatológica, o grupo NFOH apresentou apenas a presença de um amastigota em um coração dentre oito animais (1/8) enquanto o grupo BZN foi observado presença de um à dois ninhos em quatro corações (4/8) e no fígado (1/8) comparados com o controle positivo, em que observou-se a presença e inúmeros ninhos amastigotas no coração (5/9) e também no fígado (2/9). Foi observada, também, a presença de ninhos de amastigotas em torno do plexo intestinal do grupo controle positivo (1/9), mas ausente no grupo NFOH, sugerindo que o NFOH é um potencial candidato a fármaco para utilização em fase crônica da doença de Chagas. / CNPq: 164872/2015-9 / CAPES: 40300005

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-20Bitstream added on 2014-06-13T19:32:33Z : No. of bitstreams: 1 bosquesi_pl_me_arafcf.pdf: 1532324 bytes, checksum: 37a0f8421f105846590365be3a9b2c1c (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A doença de Chagas constitui um dos maiores problemas de Saúde Pública em países do cone sul das Américas. Estima-se que 16 a 18 milhões de pessoas estejam infectadas e aproximadamente cento e vinte milhões estão sob risco de contaminação. No Brasil, apenas o benznidazol (BNZ) está disponível para o tratamento da doença, e apesar de seu uso clínico, este fármaco apresenta efeitos secundários indesejáveis, sendo ativo apenas na fase aguda da doença. O nitrofural (NF) é ativo contra o Trypanossoma cruzi, entretanto, a alta toxicidade impede o seu uso na parasitose. O hidroximetilnitrofural (NFOH) é um pró-fármaco do nitrofural, que apresenta maior atividade contra T. cruzi, e, além disso, pesquisas vêm demonstrando menor toxicidade do NFOH quando comparado ao fármaco matriz, nitrofural. Resultados obtidos nos testes de toxicidade aguda para o NFOH com camundongos e ratos, sugeriram baixa toxicidade deste, obtendo-se uma dose letal mediana (DL50) maior em relação ao fármaco de partida, NF (556,3 mg/kg). Por via oral os resultados caracterizaram o NFOH como pouco tóxico, segundo a OMS com um valor de DL50 acima de 2000mg/kg. No Teste de Ames os resultados indicaram que a latenciação do NF em NFOH foi capaz de diminuir a atividade mutagênica em aproximadamente quatro vezes, nos ensaios com (+S9) ou sem ativação metabólica (-S9), nas linhagens testadas. Contudo, este trabalho avaliou a influência do grupo nitro na molécula de nitrofural, através da substituição deste grupo por isósteros do grupo nitro e também o potencial mutagênico dos fármacos NF e BNZ, e do candidato a fármaco NFOH empregando-se o teste de micronúcleo em células do sangue periférico de camundongos. A atividade dos compostos sintetizados neste trabalho modificou-se drasticamente, ou seja, os compostos não apresentaram atividade antichagásica nas formas epimastigotas em nenhuma... / Chagas' disease is a major public health problem in countries of the southern cone of the Americas. It is estimated that 16 to 18 million people are infected and about hundred and twenty million are at risk of contamination. In Brazil, only benznidazole is available for the treatment of the disease, although its clinical use, this drug shows toxic side effects and is active only in the acute phase of illness. The nitrofurazone (NF) is active against Trypanossoma cruzi, although, it`s high toxicity prevents it from being used in parasitosis. The hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) is the nitrofurazone prodrugs that presents the highest level of activity against the T. Cruzi, fact which is supported by researches that have been evidentiating it`s less significant toxicity when compared to the matrix drug nitrofurazone. Results obtained in tests of acute toxicity to the NFOH with mice and rats, suggested that low toxicity, resulting in a median lethal dose (LD50) more than in the drug of departure, NF (556,3 mg/kg). Orally NFOH characterized the results as somewhat toxic, according to the WHO with a value of LD50 over 2000 mg/kg. In the Ames Test results indicate that NF latentiation in the NFOH was able to reduce the mutagenic activity in about 4 times in trials with (S9 +) or without metabolic activation (-S9), the strains tested. However, this study evaluated the influence of nitro group in the molecule of nitrofurazone, by replacing this group by isosteric the nitro group and also the mutagenic potential of drugs NF and BNZ, and the drug candidate NFOH by using the test micronucleus test in cells in the peripheral blood of mice. The activity of compounds synthesized in this work has changed dramatically, ie the compound showed no activity in epimastigotes antichagasic in any of the concentrations used. However, the results obtained in the testing of mutagenicity by the micronucleus test... (Complete abstract click electronic access below)

Na última década o emprego de nanotecnologia tem crescido exponencialmente em função das suas evidentes vantagens: maior eficácia terapêutica, menor toxicidade e liberação modificada do fármaco. Tais características permitem elevar os níveis do fármaco no compartimento intracelular, além de possibilitar sua liberação modificada no sítio específico. Essas vantagens vem ao encontro da otimização do tratamento da leishmaniose devido à falta de medicamentos seguros e de adequada atividade farmacológica. O objetivo do presente projeto constituiu-se na preparação e na avaliação das características físico-químicas da nanopartícula polimérica associada ao novo fármaco hidroximetilnitrofural (NFOH), desenvolvimento e validação do método analítico para a determinação da eficiência de encapsulação, avaliação a atividade leishmanicida in vitro em promastigotas, em macrófagos infectados por amastigotas de L. amazonensis e citotoxicidade do NFOH livre e nanoestruturado. As nanopartículas poliméricas de poli (butil cianoacrilato) (PBCA) obtidas apresentaram potencial zeta de -10,1 mV, tamanho médio de 151,5 nm, polidispersividade de 0,104 e distribuição unimodal muito próximos ao encontrado na literatura. O método analítico validado apresentou especificidade, linearidade, precisão, exatidão e robustez, mostrando-se adequado para a quantificação do NFOH em nanopartículas, o resultado final da eficiência de encapsulação foi de 64,5%. Os testes realizados em promastigotas e macrófagos infectados por amastigotas de L. amazonensis revelaram a maior atividade do fármaco nanoestruturado em relação ao fármaco livre e ao placebo. Os ensaios de citotoxicidade comprovaram que o fármaco, sistema nanoestruturado contendo NFOH e placebo apresentam baixa toxicidade. Logo, as nanopartículas obtidas contendo NFOH são uma alternativa promissora para o tratamento da leishmaniose. / In the last decade the use of nanotechnology has grown exponentially as a function of its obvious advantages: high therapeutic efficacy, lower toxicity and modified release of the drug. This feature allows raising the levels of the drug in the intracellular compartment, and enables the modified release of the drug in its specific site. These advantages come to meet the optimization of the treatment of leishmaniasis due to lack of drugs that are safe and appropriate pharmacological activity. The goal of this project consisted in the preparation and evaluation of physical and chemical characteristics of polymeric nanoparticle associated with new drug hidroxymethylnitrofurazone (NFOH), development and validation of analytical method for the determination of encapsulation efficiency, evaluating the leishmanicidal activity in vitro in promastigotes and in macrophages infected with amastigotes of L. amazonensis and finally cytotoxicity of free and nanostructured NFOH. The polymeric nanoparticles of poly(butyl cyanoacrylate) (PBCA) obtained showed zeta potential of -10.1 mV, average size of 151.1 nm, polydispersity of 0.104 and unimodal distribution very similar to that found in the literature. The validated method showed specificity, linearity, precision, accuracy and robustness, making it adequate for the quantification of NFOH nanoparticles, the final outcome of the encapsulation efficiency was 64.5%. Tests conducted on promastigotes and macrophages infected with amastigotes of L. amazonensis revealed the highest activity of nanostructured drug compared to free drug and placebo. The cytotoxicity assays showed that the NFOH, nanostructured system containing NFOH and placebo had low toxicity. Thus, the obtained nanoparticles containing NFOH are a promising alternative for the treatment of leishmaniasis.

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.

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.

As doenças negligenciadas infectam mais de um bilhão de pessoas no mundo, no entanto, uma fração ínfima dos fármacos registrados nos últimos anos é direcionada a essas patologias. Entre as doenças negligenciadas consideradas prioridade, encontram-se doença de Chagas e leishmaniose. A tuberculose, que recentemente não é mais classificada como negligenciada pela Organização Mundial da Saúde, também está entre as prioridades do Ministério da Saúde no Brasil. O arsenal terapêutico disponível para o tratamento destas enfermidades compreende fármacos com toxicidade elevada e resistência crescente, entre outros inconvenientes. Dessa forma, verifica-se a importância no desenvolvimento de novos fármacos para as referidas doenças. Para este fim, o presente trabalho objetivou a síntese de um fármaco dirigido de hidroximetilnitrofural (NFOH) com manana para a liberação específica em macrófagos. O processo de latenciação foi utilizado para a consecução desse objetivo por meio da estratégia de fármacos dirigidos, buscando elevar seletividade e potência do NFOH. Este composto protótipo possui ação potencial tripanomicida, leishmanicida e tuberculostática. O transportador utilizado foi a manana, polímero de manose, que direciona a liberação da molécula ativa em receptores de manose observados na superfície de macrófagos. Em razão da presença de Trypanosoma cruzi, Leishmania sp. e Mycobacterium tuberculosis no interior de macrófagos em parte de seu ciclo biológico, o referido receptor é considerado um alvo adequado à liberação específica. Na tentativa de obter o referido fármaco dirigido, diversas metodologias sintéticas foram desenvolvidas. Também, realizaram-se estudos de modelagem molecular a fim de se obter informações sobre a liberação do fármaco dirigido proposto. Face à dificuldade de obtenção do derivado de NFOH, adicionalmente, realizou-se metodologias sintéticas a fim de se sintetizar um fármaco dirigido de metronidazol, fármaco que possui atividade antichagásica conhecida. Realizaram-se, também, estudos de modelagem molecular relacionados à sua liberação. / Neglected diseases infect more than one billion people worldwide. However, a small fraction of the drugs registered in recent years is addressed to these pathologies. Leishmaniasis and Chagas\' disease are among the neglected diseases considered priority. Tuberculosis, which is no longer classified as a neglected disease by the World Health Organization, is also among the priorities of the Ministry of Health in Brazil. The therapeutic arsenal available for the treatment of those diseases comprehends drugs with high toxicity and increasing resistance, among other inconveniences. Thus, it is important the development of new drugs for those diseases. For this purpose, this study aimed at synthesizing hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) drug targeted with mannan for the specific release in the macrophages. Prodrug design was used to achieve this goal by means of targeted drugs strategy towards increasing NFOH selectivity and potency. This lead compound has potential trypanocidal, leishmanicidal and tuberculostatic activity. The directing group used was a mannose polymer, mannan, which directs the release of the active compound to mannose receptors (MR) on macrophages surface. Due to the presence of Trypanosoma cruzi, Leishmania sp. and Mycobacterium tuberculosis inside macrophages during part of their life cycle, MR are considered a suitable target for specific release. In an attempt to obtain the proposed compound, several synthetic methods have been developed. Also, molecular modeling studies were carried out to obtain information about the targeted drug release. Due to the difficulty of obtaining NFOH derivative, the synthesis of metronidazole targeted drug was tried. Also molecular modeling studies to predict metronidazole release from mannan derivative were performed.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-05Bitstream added on 2014-06-13T20:59:18Z : No. of bitstreams: 1 melo_mff_me_arafcf.pdf: 1115008 bytes, checksum: 9a5a596fd14f6e615ac5cc20ccd8fe88 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A doença de Chagas representa um dos mais sérios problemas médico-sanitários da América Latina. Nos 21 países endêmicos, estima-se que 18 a 20 milhões de pessoas estejam infectadas e cem milhões estão sob risco. No Brasil apenas o benznidazol está disponível para o tratamento apresentando alta incidência de efeitos adversos e ineficácia na fase crônica da doença. O desenvolvimento de fármacos mais eficazes e com menor toxicidade contra a doença de Chagas é necessário, e para tal é importante o conhecimento dos alvos terapêuticos para o planejamento racional por novos compostos. Estudos demostraram que a tripanotiona redutase (TR) é a enzima chave do metabolismo anti-oxidativo do T. cruzi. Os nitrofuranos atuam como substratos da TR e são também efetivos inibidores enzimáticos da redução do tripanotiona dissulfeto. Entre os compostos nitrofurânicos, o nitrofural apresentou atividade contra T. cruzi, mas alta toxicidade por via oral e severos efeitos adversos. A latenciação de fármacos é um dos métodos de modificação molecular que tem como objetivo melhorar as características de fármacos protótipos. Sabendo disto, Chung (1996) sintetizou uma série de pró-fármacos recíprocos seletivos de nitrofural e primaquina, culminando na obtenção do derivado hidroximetilnitrofural (NFOH). Este se mostrou mais ativo de todos os derivados sintetizados, tanto em formas amastigotas quanto em tripomastigotas nos ensaios in vitro contra T. cruzi. Os compostos que possuem grupos nitro na sua molécula geralmente apresentam atividade mutagênica, estudos indicaram que a latenciação do nitrofural em NFOH foi capaz de diminuir a atividade mutagênica em aproximadamente 4 vezes. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi iniciar os estudos de toxicidade do derivado... . / The Chagas' disease represents one of the most serious sanitary medical problems of Latin America. In the 21 endemic countries, it is estimated that 18 to 20 million people are infected and 100 million are under risk. Only one drug is available in Brazilian market: benznidazole, which shows high side effects and is ineffective in the chronic phase of the disease. The development of more efficient drugs with lower toxicity against the Chagas disease is necessary and for it, it is important the knowledge of therapeutic targets for the design of new compounds. Studies showed that trypanothione reductase (TR) is a key enzyme of the antioxidant metabolism of T. cruzi. Nitrofurans act as substrates of TR and are also effective enzymatic inhibitors of the reduction of trypanothione disulfide. Among the nitrofurans conpounds, nitrofurazone presented activity against T cruzi, but showed high toxicity by oral route and severe side effects. Latentiation is one process of molecular modification, which has the purpose to improve pharmaceutical and physical-chemical properties and decrease drug toxicity. In this way, Chung (1996) has synthesized the prodrug hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), showing high activity in amastigotes forms in vitro assay against T. cruzi. Nitrocompounds generally presents mutagenic activitys. Studies suggested that the latentiantion of nitrofurazone giving NFOH was able to reduce toxicity activity in four times. According to this, the purpose of this work was to accomplish toxicity studies of the derivative compound. The results obtained in the tests acute toxicity in mice and rate suggested a lower toxicity of NFOH, obtaining a median lethal dose in relation to NF...(Complete abstract, click electronic address below).

As doenças negligenciadas infectam mais de um bilhão de pessoas no mundo, no entanto, uma fração ínfima dos fármacos registrados nos últimos anos é direcionada a essas patologias. Entre as doenças negligenciadas consideradas prioridade, encontram-se doença de Chagas e leishmaniose. A tuberculose, que recentemente não é mais classificada como negligenciada pela Organização Mundial da Saúde, também está entre as prioridades do Ministério da Saúde no Brasil. O arsenal terapêutico disponível para o tratamento destas enfermidades compreende fármacos com toxicidade elevada e resistência crescente, entre outros inconvenientes. Dessa forma, verifica-se a importância no desenvolvimento de novos fármacos para as referidas doenças. Para este fim, o presente trabalho objetivou a síntese de um fármaco dirigido de hidroximetilnitrofural (NFOH) com manana para a liberação específica em macrófagos. O processo de latenciação foi utilizado para a consecução desse objetivo por meio da estratégia de fármacos dirigidos, buscando elevar seletividade e potência do NFOH. Este composto protótipo possui ação potencial tripanomicida, leishmanicida e tuberculostática. O transportador utilizado foi a manana, polímero de manose, que direciona a liberação da molécula ativa em receptores de manose observados na superfície de macrófagos. Em razão da presença de Trypanosoma cruzi, Leishmania sp. e Mycobacterium tuberculosis no interior de macrófagos em parte de seu ciclo biológico, o referido receptor é considerado um alvo adequado à liberação específica. Na tentativa de obter o referido fármaco dirigido, diversas metodologias sintéticas foram desenvolvidas. Também, realizaram-se estudos de modelagem molecular a fim de se obter informações sobre a liberação do fármaco dirigido proposto. Face à dificuldade de obtenção do derivado de NFOH, adicionalmente, realizou-se metodologias sintéticas a fim de se sintetizar um fármaco dirigido de metronidazol, fármaco que possui atividade antichagásica conhecida. Realizaram-se, também, estudos de modelagem molecular relacionados à sua liberação. / Neglected diseases infect more than one billion people worldwide. However, a small fraction of the drugs registered in recent years is addressed to these pathologies. Leishmaniasis and Chagas\' disease are among the neglected diseases considered priority. Tuberculosis, which is no longer classified as a neglected disease by the World Health Organization, is also among the priorities of the Ministry of Health in Brazil. The therapeutic arsenal available for the treatment of those diseases comprehends drugs with high toxicity and increasing resistance, among other inconveniences. Thus, it is important the development of new drugs for those diseases. For this purpose, this study aimed at synthesizing hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) drug targeted with mannan for the specific release in the macrophages. Prodrug design was used to achieve this goal by means of targeted drugs strategy towards increasing NFOH selectivity and potency. This lead compound has potential trypanocidal, leishmanicidal and tuberculostatic activity. The directing group used was a mannose polymer, mannan, which directs the release of the active compound to mannose receptors (MR) on macrophages surface. Due to the presence of Trypanosoma cruzi, Leishmania sp. and Mycobacterium tuberculosis inside macrophages during part of their life cycle, MR are considered a suitable target for specific release. In an attempt to obtain the proposed compound, several synthetic methods have been developed. Also, molecular modeling studies were carried out to obtain information about the targeted drug release. Due to the difficulty of obtaining NFOH derivative, the synthesis of metronidazole targeted drug was tried. Also molecular modeling studies to predict metronidazole release from mannan derivative were performed.

Na última década o emprego de nanotecnologia tem crescido exponencialmente em função das suas evidentes vantagens: maior eficácia terapêutica, menor toxicidade e liberação modificada do fármaco. Tais características permitem elevar os níveis do fármaco no compartimento intracelular, além de possibilitar sua liberação modificada no sítio específico. Essas vantagens vem ao encontro da otimização do tratamento da leishmaniose devido à falta de medicamentos seguros e de adequada atividade farmacológica. O objetivo do presente projeto constituiu-se na preparação e na avaliação das características físico-químicas da nanopartícula polimérica associada ao novo fármaco hidroximetilnitrofural (NFOH), desenvolvimento e validação do método analítico para a determinação da eficiência de encapsulação, avaliação a atividade leishmanicida in vitro em promastigotas, em macrófagos infectados por amastigotas de L. amazonensis e citotoxicidade do NFOH livre e nanoestruturado. As nanopartículas poliméricas de poli (butil cianoacrilato) (PBCA) obtidas apresentaram potencial zeta de -10,1 mV, tamanho médio de 151,5 nm, polidispersividade de 0,104 e distribuição unimodal muito próximos ao encontrado na literatura. O método analítico validado apresentou especificidade, linearidade, precisão, exatidão e robustez, mostrando-se adequado para a quantificação do NFOH em nanopartículas, o resultado final da eficiência de encapsulação foi de 64,5%. Os testes realizados em promastigotas e macrófagos infectados por amastigotas de L. amazonensis revelaram a maior atividade do fármaco nanoestruturado em relação ao fármaco livre e ao placebo. Os ensaios de citotoxicidade comprovaram que o fármaco, sistema nanoestruturado contendo NFOH e placebo apresentam baixa toxicidade. Logo, as nanopartículas obtidas contendo NFOH são uma alternativa promissora para o tratamento da leishmaniose. / In the last decade the use of nanotechnology has grown exponentially as a function of its obvious advantages: high therapeutic efficacy, lower toxicity and modified release of the drug. This feature allows raising the levels of the drug in the intracellular compartment, and enables the modified release of the drug in its specific site. These advantages come to meet the optimization of the treatment of leishmaniasis due to lack of drugs that are safe and appropriate pharmacological activity. The goal of this project consisted in the preparation and evaluation of physical and chemical characteristics of polymeric nanoparticle associated with new drug hidroxymethylnitrofurazone (NFOH), development and validation of analytical method for the determination of encapsulation efficiency, evaluating the leishmanicidal activity in vitro in promastigotes and in macrophages infected with amastigotes of L. amazonensis and finally cytotoxicity of free and nanostructured NFOH. The polymeric nanoparticles of poly(butyl cyanoacrylate) (PBCA) obtained showed zeta potential of -10.1 mV, average size of 151.1 nm, polydispersity of 0.104 and unimodal distribution very similar to that found in the literature. The validated method showed specificity, linearity, precision, accuracy and robustness, making it adequate for the quantification of NFOH nanoparticles, the final outcome of the encapsulation efficiency was 64.5%. Tests conducted on promastigotes and macrophages infected with amastigotes of L. amazonensis revealed the highest activity of nanostructured drug compared to free drug and placebo. The cytotoxicity assays showed that the NFOH, nanostructured system containing NFOH and placebo had low toxicity. Thus, the obtained nanoparticles containing NFOH are a promising alternative for the treatment of leishmaniasis.

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da tripanossomíase americana ou doença de Chagas. A infecção ocorre desde o sul dos EUA até o sul da Argentina e cerca de 20 milhões de pessoas da América Latina correm o risco de adquirir a doença. Já a leishmaniose é causada por aproximadamente 17 diferentes espécies de protozoários unicelulares pertencentes à família Trypanosomatidae. Aproximadamente 350 milhões de pessoas correm o risco de contrair a infecção e estimam-se que existam 12 milhões de pessoas infectadas. A quimioterapia para estas duas doenças negligenciadas é limitada e os fármacos disponíveis na terapêutica são tóxicos, com eficácia discutível, podem causar resitência e, ocasionalmente, a administração parenteral é necessária. Frente ao exposto, a pesquisa e desenvolvimento de novos fármacos é necessária. À vista de tais fatos e utilizando-se o método de modificação molecular latenciação, o objetivo deste trabalho é a síntese e caracterização de pró-fármacos dendriméricos de primeira geração de hidroximetilnitrofural, 3-hidroxiflavona e quercetina. O hidroximetilnitrofural tem mostrado atividade contra as formas amastigotas e tripomastigotas do T. cruzi in vitro e in vivo. Os flavonóides 3-hidroxiflavona e quercetina mostraram-se mais ativos que o padrão miltefosina em ensaios in vitro para leishmaniose. Já os dendrímeros são novas arquiteturas moleculares com estruturas nanoscópicas, extremamente organizadas e apresentam massa molecular definida. As aplicações incluem, por exemplo, a atuação como agentes transportadores de fármacos. Diversas metodologias sintéticas foram desenvolvidas na tentativa de se obter os pró-fármacos dendriméricos. Um das maiores dificuldades encontradas foi a purificação dos compostos sintetizados. Adicionalmente, foram realizados estudos de modelagem molecular para auxiliar a compreensão sobre a liberação das substâncias ativas da malha dendrimérica. Experimentos sobre hidrólise enzimática do pró-fármaco composto por PAMAM (geração 1) e 3-hidroxiflavona também foram desenvolvidos. / Trypanosoma cruzi is the etiological agent of American trypanosomiasis or Chagas\' disease. The infection occurs from the southern USA to southern Argentina and about 20 million people in Latin America are at risk of acquiring the disease. Leishmaniasis is caused by approximately 17 different species of unicellular protozoa belonging to the family Trypanosomatidae. Approximately 350 million people are at risk of acquiring the infection and it is estimated that there are 12 million people infected. Chemotherapy for these two neglected diseases is limited and the drugs available on therapy are toxic, with uncertain efficacy, may cause resistance and, occasionally, intravenous administration is required. Based on these facts, research and development for new drugs is needed. Considering that and using the method of molecular modification prodrug design, the purpose of this work is the synthesis and characterization of first generation dendrimer prodrug of hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), quercetin and 3-hydroxyflavone. The NFOH has shown activity against amastigotes and trypomastigotes of T. cruzi, in vitro and in vivo. The flavonoids quercetin and 3-hydroxyflavone were more active than miltefosine in in vitro assays for leishmaniasis. Dendrimers are new molecular architectures with nanoscopic structures, extremely organized and it has defined molecular weight. The applications include, for instance, working as drugs carriers. A range of synthetic methodologies have been developed in an attempt to synthesize the dendrimers prodrugs. A major difficulty was the purification of the compounds. Additionally, molecular modeling studies were performed to assist understanding the release of active agents from dendrimers. Experiments concerning the enzymatic hydrolysis of the dendrimer prodrug composed by PAMAM (generation 1) and 3-hydroxyflavone were also made.