Neste trabalho foram investigadas a atividade antialérgica de extratos, ou substâncias isoladas, obtidos de fontes naturais. Para isso foi utilizado o sistema biossensor baseado em mastócitos os quais liberam a enzima beta-hexosaminidase usada como marcador da degranulação. Para algumas substâncias naturais da classe dos flavonóides (quercetina-Qc e rutina-Rt) e ácidos polifenólicos (ácido dimetoxicinâmico-Dm e ácido cafeico-Cf), os ensaios biológicos foram conduzidos na presença de beta-ciclodextrina (beta-CD) a fim de estudar a eficiência do ensaio biológico e o efeito de complexação na atividade antialérgica. Inicialmente, foram investigadas, as propriedades espectroscópicas destes flavonóides e ácidos polifenólicos, na ausência, e presença de beta-CD. As mudanças nos espectros de absorção e fluorescência, em presença de beta-CD, mostraram que ocorre a associação dos fármacos com a beta-CD. Assim, as constantes de incorporação (Kc) foram determinadas pelo método de Higuchi e Connors e os resultados mostraram maior incorporação da Qc (Kc = 172 /M) na cavidade da beta-CD quando comparada a Rt (Kc = 139 /M). No caso dos polifenóis, Dm mostrou incorporação maior em relação ao Cf, com valores de Kc iguais a 718 e 278 /M, respectivamente. Os valores de Kc foram considerados apropriados para a aplicação de compostos de inclusão como agentes terapêuticos. Assim, os complexos de inclusão sólidos, foram preparados por uma adaptação do método da co-evaporação e caracterizados por Análise Termogravimétrica (TGA), Análise Térmica Diferencial (DTA), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Prótons (1H-RMN). O parâmetro físico-químico para interação hidrofóbica (log P) foi determinado para os flavonóides e acidos polifenólicos e os resultados indicaram que a hidrofobicidade seguiu a seguinte ordem: Dm > Cf > Qc > Rt. Os complexos de inclusão foram mais eficazes para inibir a liberação da beta-hexosaminidase do que os fármacos na forma livre. A atividade anti-alérgica da Qc livre (IC50= 5,1 µM) mostrou um aumento de oito vêzes quando complexada com a beta-CD (IC50= 0,62 µM). Um aumento da atividade foi observado, também, para os complexos Rt/CD, Cf/CD e Dm/CD. Este efeito foi mais forte para os compostos com maior hidrofobicidade. A atividade antialérgica das substâncais naturais livres provenientes de várias classes de plantas tais como flavonóides, ácidos polifenólicos, terpenos, alcalóides e iridóides foi, também, investigada. Os flavonóides tais como quercetina (IC50= 5,1 µM), 7-metil quercetina (IC50= 6,2 µM), caempferol-3-glicosideo (IC50= 6,7 µM) and 4-O-(6-trans-p-coumaroil)--D-glicopyranosil okanina (IC50= 5,8 µM) mostraram a maior atividade antialérgica comparados ao fumarato de cetotifeno (IC50= 15,1 µM). Os extratos provenientes de diversas espécies de plantas tais como Bidens sulphurea, Bidens gardneri, Bidens graveolens, Mikania parodii Cabrera e Mikania pilosa Baker foram, também, investigados. Os resultados mostraram maior atividade para o extrato de Bidens obtido de acetato de etila. Este extrato é rico em derivados metilados de quercetina os quais exibiram forte atividade antialérgica quando utilizados no ensaio biológico como substância isolada. / Anti-allergic activity of extracts and isolated compounds obtained from natural sources was investigated using the mast-cell based biosensor system. Mast cells release beta-hexosaminidase enzyme which is used as a marker of degranulation. Flavonoids (quercetin-Qc and rutin-Rt) and polyphenolic acids (caffeic acid-Cf and dimethoxy cinnamic acid-Dm) were used as inclusion compounds with beta-cyclodextrin (beta-CD) in order to compare the efficiency of the biological assay and the anti-allergic activity of the drugs free or associated with beta-CD. Spectroscopic properties of the flavonoids and polyphenolic acids were monitored in the absence or presence of beta-CD. The absorbance and fluorescence spectra showed drug association with beta-CD; subsequently the stability constants (kc) of the drugs were obtained in accordance with the method of the Higuchi-Connors. The results showed higher association of Qc with beta-CD (Kc= 172 /M) compared to Rt (Kc= 139 /M). For the polyphenolic acids, Dm exhibited the higher association with beta-CD compared to Cf (718 and 278 /M respectively). The Kc values felt within the range considered adequate for the formation of inclusion complex, and they can be used to improve the bioavailability of the flavonoids and polyphenolic acids. The solid inclusion compounds were obtained by an adaptation of the co-evaporation method and characterized by Thermo Gravimetric Analysis (TG), Differential Thermal Analysis (DTA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1H NMR). Physico-chemical parameter for hydrophobic interaction (log P) was determined for the flavonoids and polyphenolic acids and the results indicated that the hydrophobicity followed the order: Dm > Cf > Qc > Rt. The inclusion complexes were more effective at inhibiting beta-hexosaminidase release than plain drugs. The anti-allergic activity of plain Qc (IC50= 5.05 M) showed eightfold improvement when included inside the beta-CD cavity (IC50= 0.62 M). Higher biological activity on the part of the complex was also observed for the complexes Rt/CD, Cf/CD and Dm/CD. This effect was stronger for the compounds with higher hydrophobicity. The anti-allergic activity of plain natural compounds from several classes of plants such as flavonoids, polyphenolic acids, terpenes, alkaloids and iridoids was investigated. Flavonoids such as quercetin (IC50= 5.1 µM), 7-methyl quercetin (IC50= 6.2 µM), kaempferol-3-glycoside (IC50= 6.7 µM) and 4-O-(6-trans-p-coumaroil)--D-glucopyranosyl okanin (IC50= 5.8 µM) showed the stronger anti-allergic activity compared with ketotifen fumarate, a reference drug (IC50= 15.1 µM). Extracts proceeding from different species of plants such as Bidens sulphurea, Bidens gardneri, Bidens graveolens, Mikania parodii Cabrera and Mikania pilosa Baker were also investigated. The results showed stronger anti-allergic activity for ethyl acetate extracts obtained from Bidens specie. This extracts are rich in methylated quercetin derivatives which showed strong anti-allergic activity when assayed as isolated substances

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Investigou-se a associação do antileishmanico Isotionato de Pentamidina (PNT), do antimalárico Artesunato (AS) e do potencial antimalárico 1-(7-cloroquin-4-il)-tiossemicarbazida (CQT) com βCD. Os compostos envolvendo βCD e PNT foram obtidos pelo método de liofilização, ao passo que os compostos envolvendo AS e CQT foram obtidos por secagem por nebulização. Os compostos foram caracterizados por técnicas no estado sólido por espectroscopia vibracional da região do infravermelho (IV), análise térmica (TG/DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Em solução, utilizou-se espectrometria de massas com ionização por eletrospray (IES-EM), ressonância magnética nuclear uni e bidimensional (1H e ROESY) e titulação calorimétrica isotérmica (ITC) (apenas o sistema envolvendo PNT). Além disso, os compostos tiveram sua atividade biológica investigada. Combinando técnicas termodinâmicas e estruturais como ITC, IES-EM e RMN, o processo de inclusão e os parâmetros termodinâmicos foram identificados. Os dados experimentais obtidos por ITC e IES-EM sugerem a formação simultânea de diferentes complexos supramoleculares em solução. Além disso, os dados de RMN sugerem uma inclusão profunda de PNT na cavidade de βCD. Os testes biológicos realizados in vivo, evidenciaram a atividade por via oral do composto de inclusão estudado (βCD:PNT)1:1, em relação ao fármaco livre, o qual é inativo. Tais resultados foram promissores no que se refere à investigação de uma alternativa terapêutica para o tratamento da Leishmaniose. Para o sistema formado entre AS e βCD, as caracterizações indicaram a formação de um sistema supramolecular envolvendo as duas espécies. Experimentos do tipo DOSY, indicaram o mesmo coeficiente de difusão para fármaco e macromolécula, evidenciando assim que os precursores evoluem juntos. Para CQT, verificou-se que o composto de inclusão (βCD:CQT) não foi formado. Deste modo, preparou-se o composto (αCD:CQT)1:1, o qual foi devidamente caracterizado. Os resultados obtidos por ROESY indicaram interações entre os hidrogênios benzênicos, H5, H6 e H8, com os hidrogênios H-3 e H-5 situados na cavidade da molécula hospedeira, envidenciando a formação do composto de inclusão com αCD. Os ensaios biológicos para os antimaláricos AS e CQT foram realizados in vivo. A toxicidade aguda do composto de inclusão (βCD:AS)1:1 não apresentou toxicidade aos camundongos após 5 dias de administração. Adicionalmente, realizou-se ensaios para avaliar a atividade citotóxica de AS, (βCD:AS)1:1 e CQT. Os resultados indicaram que as moléculas não apresentaram toxicidade in vitro para células renais e hepáticas. A atividade in vivo de CQT foi testada contra P. berghei, constatando-se o potencial antimalárico foi ativo no quinto e sétimo dias, reduzindo aproximadamente 66 % da parasitemia. / This work includes a study of supramolecular systems stabilized by non-covalent interactions, formed between the substances used in the treatment of neglected diseases such leishmaniasis and malaria, with β-cyclodextrin (βCD). We investigated the association of antileishmanial pentamidine isethionate (PNT), the antimalarial artesunate (AS) and potential antimalarial 1,7-chloroquinolinyl-thiosemicarbazide (CQT) with βCD. The compounds involving PNT were obtained by lyophilization, while compounds involving AS and CQT were obtained by spray drying. The compounds were characterized by standard solid state methods such as vibrational spectroscopy in the infrared regiond (IR), thermal analysis (TG/DTA) and scanning electron microscopy (SEM). In solution, we used mass spectrometry with electrospray ionization (ESI-MS), nuclear magnetic resonance (1H and ROESY) and isothermal titration calorimetry (ITC) (only the system involving PNT). Furthermore, the compounds have biological activity investigated. Combining thermodynamic and structural techniques such as ITC, ESI-MS and NMR, the inclusion process and the thermodynamic parameters were identified. The experimental data obtained by ESI-MS and ITC suggest the simultaneous formation of different supramolecular complexes in solution. Also, NMR data suggest a deep inclusion of PNT in βCD cavity. The biological tests performed in vivo showed the oral activity of inclusion compound studied (βCD:PNT)1:1, compared to free drug which is inactive. These results are promising with regard to the investigation of alternative therapeutic alternatives for leishmaniasis treatment. For the system formed between AS e βCD the characterizations indicated the formation of a supramolecular system involving two species. DOSY experiments indicated the same diffusion coefficient for the drug and the macromolecule, showing the formation of inclusion compound (βCD:AS)1:1. It was verified that (βCD:CQT) inclusion compound was not formed. Thus the compound (αCD:CQT)1:1 was prepared, which was properly characterized. The ROESY results indicated interactions between the aromatic hydrogens, H5, H6 and H8 with H-3 and H-5 located in the cavity of host molecule, showing the formation of inclusion compound with αCD. The biological tests for antimalarials AS and CQT were performed in vivo. Acute toxicity of the inclusion compound (βCD:AS)1:1 showed no toxicity to mice after 5 days of administration. Additionally, tests were conducted to evaluate the cytotoxic activity of AS, (βCD:AS)1:1 and CQT. The results indicated that the molecules showed no toxicity in vitro in renal and hepatic cells. The in vivo activity of CQT was tested against P. Berghei, noting the potential antimalarial was active in the fifth and seventh days, reducing approximately 66% parasitemia.

Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese neuer heterocyclischer Hydroxyl-funktionalisierter Tekton-Moleküle, die über ein sperriges Grundgerüst verfügen und zur Bildung von porösen organischen Netzwerken sowie Koordinationspolymeren befähigt sind. Um die Sperrigkeit der Zielverbindungen und die Koordinationsfähigkeit bezüglich Metallionen zu gewährleisten, wurden durch Anknüpfung der Heterocyclen Pyridin, Thiophen und Benzo[b]thiophen an Spacer-Elemente, bestehend aus Benzen- und Alkin-Einheiten, entsprechende Derivate hergestellt und umfassend charakterisiert. Die synthetisierten Moleküle liefern eine Vielzahl von Einschlussverbindungen mit Neutralmolekülen, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Stabilität sowie Struktur untersucht wurden. Weiterhin konnte das Potenzial der Zielverbindungen als Sensormaterial gegenüber Neutralmolekülen in der Gasphase und unter Ausnutzung der Fluoreszenzeigenschaften gegenüber Metallionen in Lösung betrachtet sowie die Eignung als Linker-Moleküle zum Aufbau von Koordinationspolymeren überprüft werden.

Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese neuer heterocyclischer Hydroxyl-funktionalisierter Tekton-Moleküle, die über ein sperriges Grundgerüst verfügen und zur Bildung von porösen organischen Netzwerken sowie Koordinationspolymeren befähigt sind. Um die Sperrigkeit der Zielverbindungen und die Koordinationsfähigkeit bezüglich Metallionen zu gewährleisten, wurden durch Anknüpfung der Heterocyclen Pyridin, Thiophen und Benzo[b]thiophen an Spacer-Elemente, bestehend aus Benzen- und Alkin-Einheiten, entsprechende Derivate hergestellt und umfassend charakterisiert. Die synthetisierten Moleküle liefern eine Vielzahl von Einschlussverbindungen mit Neutralmolekülen, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Stabilität sowie Struktur untersucht wurden. Weiterhin konnte das Potenzial der Zielverbindungen als Sensormaterial gegenüber Neutralmolekülen in der Gasphase und unter Ausnutzung der Fluoreszenzeigenschaften gegenüber Metallionen in Lösung betrachtet sowie die Eignung als Linker-Moleküle zum Aufbau von Koordinationspolymeren überprüft werden.