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.

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 parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 15-16 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano, entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos colaterais, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Essa carência no arsenal terapêutico contra a doença de Chagas conduz à importância de buscar quimioterápicos mais eficazes para o seu tratamento. Face ao exposto, o objetivo do trabalho foi a síntese de compostos com dupla atividade contra o T. cruzi, utilizando a metodologia da latenciação de fármacos, em que os derivados ativos são bioisósteros de compostos nitro-heterocíclicos, sintetizados em nosso grupo de pesquisa. Os derivados propostos são pró-fármacos recíprocos do nitrofural hidroximetilado (NFOH) e de seus bioisósteros, promissores com respeito à inibição da cruzaína, com o grupamento liberador de óxido nítrico. Podem, deste modo, atuar de forma dupla na inibição da enzima cruzaína e, também, em outras cisteíno-proteases através da ação do óxido nítrico liberado. Além disso, poderiam ser inibidores de tripanotiona redutase, como ocorre com outros nitrocompostos. A síntese dos compostos intermediários foi realizada com êxito, com exceção do composto NFSOH, o qual não foi possível ser isolado. A metodologia solvent-free mostrou-se como alternativa para a síntese do NF e análogos contendo semicarbazona. Utilizaram-se diferentes métodos (direto e indireto) e diversas variações nas condições reacionais para a síntese dos ésteres nitratos correspondentes. No entanto, não se obtiveram os pró-fármacos propostos, provavelmente devido à baixa reatividade dos nitro-heterocíclicos hidroximetilados. Em paralelo, efetuaram-se estudos de Modelagem Molecular para se avaliar a possível interação com o alvo molecular, a cruzaína. A análise dos Mapas de Potencial Eletrostático (MEP) sugeriu maior deficiência eletrônica nos compostos com tiossemicarbazona. Entretanto, estudos de docking mostraram possível preferência de ataque nucleofílico da Cys25 ao grupo éster nitrato em relação à carbonila/tiocarbonila, sugerindo inativação da cruzaína pela formação de S-nitrosotiol. / Chagas\' disease is an extremely neglected disease, whose etiologic agent is the protozoan Trypanosoma cruzi. Nowadays, 21 countries in Latin America have been considered endemic area, in which 75-90 million people are exposed to infection, 15-16 million are infected and more than 41 thousands new cases are registered each year. However, nifurtimox and benznidazol are the only drugs available in the market. Besides, their low efficiency in the chronic phase of disease, they cause several side effects and in Brazil only benznidazol is applied. This scarce therapeutic armamentarium shows the importance of seeking for more effective drugs against Chagas\' disease. For these reasons, this study aims the synthesis of compounds with dual activity against T. cruzi, using the prodrug design with the active bioisosters of nitro-heterocyclic, synthesized in our research group. The derivatives proposed are mutual prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) and its bioisosters, promising with respect to cruzain inhibition, with NO-releasing group. Thus, they could act with a dual mechanism, in cruzain enzyme and also in other cysteine-proteases through the nitric oxide released action. Besides, they could be trypanothione reductase inhibitors, as stated to other nitro compounds. The synthesis of the intermediate compounds was carried out successfully, except for the NFSOH compound, which could not be isolated. The solvent-free methodology proved to be an alternative for synthesis of nitrofurazone and analogues containing semicarbazone. Different methods (direct and indirect) and several variations in reaction conditions were used for the synthesis of nitrate esters proposed. Nevertheless, the prodrugs were not obtained, probably due to the low reactivity of the hydroxymethyl nitro-heterocyclic employed. At the same time, molecular modeling studies to evaluate the possible interaction with the macromolecular target cruzain were performed. The analysis of electrostatic potential maps (MEP) suggests a greater electronic impairment in compounds containing thiosemicarbazone function. Docking studies, however, showed a possible preference to the nucleofilic attack of Cys25 in the nitrate ester relatively to the carbonyl/tiocarbonyl group, suggesting cruzain inactivation by S-nitrosotiol formation.

A doença de Chagas é uma parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 15-16 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano, entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos colaterais, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Essa carência no arsenal terapêutico contra a doença de Chagas conduz à importância de buscar quimioterápicos mais eficazes para o seu tratamento. Face ao exposto, o objetivo do trabalho foi a síntese de compostos com dupla atividade contra o T. cruzi, utilizando a metodologia da latenciação de fármacos, em que os derivados ativos são bioisósteros de compostos nitro-heterocíclicos, sintetizados em nosso grupo de pesquisa. Os derivados propostos são pró-fármacos recíprocos do nitrofural hidroximetilado (NFOH) e de seus bioisósteros, promissores com respeito à inibição da cruzaína, com o grupamento liberador de óxido nítrico. Podem, deste modo, atuar de forma dupla na inibição da enzima cruzaína e, também, em outras cisteíno-proteases através da ação do óxido nítrico liberado. Além disso, poderiam ser inibidores de tripanotiona redutase, como ocorre com outros nitrocompostos. A síntese dos compostos intermediários foi realizada com êxito, com exceção do composto NFSOH, o qual não foi possível ser isolado. A metodologia solvent-free mostrou-se como alternativa para a síntese do NF e análogos contendo semicarbazona. Utilizaram-se diferentes métodos (direto e indireto) e diversas variações nas condições reacionais para a síntese dos ésteres nitratos correspondentes. No entanto, não se obtiveram os pró-fármacos propostos, provavelmente devido à baixa reatividade dos nitro-heterocíclicos hidroximetilados. Em paralelo, efetuaram-se estudos de Modelagem Molecular para se avaliar a possível interação com o alvo molecular, a cruzaína. A análise dos Mapas de Potencial Eletrostático (MEP) sugeriu maior deficiência eletrônica nos compostos com tiossemicarbazona. Entretanto, estudos de docking mostraram possível preferência de ataque nucleofílico da Cys25 ao grupo éster nitrato em relação à carbonila/tiocarbonila, sugerindo inativação da cruzaína pela formação de S-nitrosotiol. / Chagas\' disease is an extremely neglected disease, whose etiologic agent is the protozoan Trypanosoma cruzi. Nowadays, 21 countries in Latin America have been considered endemic area, in which 75-90 million people are exposed to infection, 15-16 million are infected and more than 41 thousands new cases are registered each year. However, nifurtimox and benznidazol are the only drugs available in the market. Besides, their low efficiency in the chronic phase of disease, they cause several side effects and in Brazil only benznidazol is applied. This scarce therapeutic armamentarium shows the importance of seeking for more effective drugs against Chagas\' disease. For these reasons, this study aims the synthesis of compounds with dual activity against T. cruzi, using the prodrug design with the active bioisosters of nitro-heterocyclic, synthesized in our research group. The derivatives proposed are mutual prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) and its bioisosters, promising with respect to cruzain inhibition, with NO-releasing group. Thus, they could act with a dual mechanism, in cruzain enzyme and also in other cysteine-proteases through the nitric oxide released action. Besides, they could be trypanothione reductase inhibitors, as stated to other nitro compounds. The synthesis of the intermediate compounds was carried out successfully, except for the NFSOH compound, which could not be isolated. The solvent-free methodology proved to be an alternative for synthesis of nitrofurazone and analogues containing semicarbazone. Different methods (direct and indirect) and several variations in reaction conditions were used for the synthesis of nitrate esters proposed. Nevertheless, the prodrugs were not obtained, probably due to the low reactivity of the hydroxymethyl nitro-heterocyclic employed. At the same time, molecular modeling studies to evaluate the possible interaction with the macromolecular target cruzain were performed. The analysis of electrostatic potential maps (MEP) suggests a greater electronic impairment in compounds containing thiosemicarbazone function. Docking studies, however, showed a possible preference to the nucleofilic attack of Cys25 in the nitrate ester relatively to the carbonyl/tiocarbonyl group, suggesting cruzain inactivation by S-nitrosotiol formation.