Esse trabalho é sobre a agregação da droga leishmanicida miltefosina e um análogo fluorescente e sua interação com vesículas fosfolipídicas. A leishmaniose é uma doença tropical causada por diferentes espécies do gênero Leishmania que atinge boa parte do mundo e, nas duas últimas décadas, sua manifestação visceral reapareceu de forma preocupante, uma vez que sua letalidade vem aumentando de forma gradativa. Vários medicamentos estão sendo testados, incluindo o análogo lipídico sintético hexadecilfosfocolina (miltefosina), que é um agente antitumoral e antileishmania administrado oralmente que age nas membranas celulares e pode induzir apoptose. O primeiro local de interação dos análogos de fosfolipídios é a membrana celular e eles apresentam atividade citotóxica não específica em concentrações acima da sua concentração micelar crítica, sendo importante o conhecimento de suas propriedades de agregação em meio aquoso e sua forma de interação com outros agregados presentes no meio. Além disso, derivados fluorescentes da miltefosina permitem o uso de técnicas de fluorescência para a caracterização de sua atividade leishmanicida. Neste trabalho examinamos propriedades de agregação da miltefosina (MT) e de seu análogo fluorescente MT-BODIPY em meio aquoso, utilizando técnicas baseadas em medidas de tensão superficial e de espectroscopia de fluorescência, tanto estática como com resolução temporal. Os resultados de cmc da miltefosina, a 25oC utilizando diferentes métodos, foram 60M em meio aquoso puro (água Milli-Q), 50M em tampão fosfato 10mM (pH 7,4), e 35M em tampão fosfato com NaCl 150mM. Através do estudo de vários parâmetros de fluorescência, verificamos que para a MT-BODIPY, um limite superior para sua cmc é de 10M. Utilizando a sonda fluorescente amino-hexadecil-benzamida (Ahba) estudamos a interação entre a miltefosina e vesículas fosfolipídicas de DMPC e DPPC, analisando os espectros de absorção e emissão fluorescente, a anisotropia estática e os decaimentos da intensidade fluorescente e da anisotropia. O conjunto de resultados mostrou que os efeitos do acréscimo de miltefosina às vesículas, no intervalo de razões molares entre 1:100 e 5:100, não são monitorados pela sonda Ahba, uma sonda localizada na região das cabeças polares. Por outro lado, a análise da fluorescência intrínseca da MT-BODIPY mostrou que seu acréscimo, no mesmo intervalo de razões molares, promove desorganização da bicamada lipídica. Como nesse caso o grupo fluorescente localiza-se no final da cadeia alifática, concluimos que os maiores efeitos da miltefosina sobre as bicamadas ocorrem na região interna das cadeias apolares. / This work is about the aggregation of the leishmanicidal drug miltefosine and a fluorescent analogue and their interaction with phospholipid vesicles. Leishmaniasis is a complex of tropical diseases caused by different species of the genus Leishmania which reaches almost the whole world, including Brazil, and, on the last decades, its visceral form reappeared with hundreds of million people at risk of infection, and the mortality rate increases every year. Several drugs have been used to treat the disease, and miltefosine, a synthetic phospholipid analogue, has been tested and it is already used in some countries. This drug has a confirmed antitumor and orally antileishmanial action on the cell membranes, which is the first local of interaction of a phospholipid analogue. The cytotoxic activity is not specific on concentrations above its critical micelle concentration (cmc), and the knowledge of the aggregation properties of the drug in aqueous medium becomes important, as well as its interaction with other aggregates presents in the environment. Fluorescent analogues of miltefosine allow the use of fluorescent techniques to characterize the antileishmanial activity of miltefosine. In this work we have investigated the aggregation properties of the drug miltefosine (MT), and the fluorescent analogue MT-BODIPY in aqueous medium, by using techniques of surface tension measurements and both, steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy. The values of miltefosine cmc at 25°C from different methods were about 60M in pure aqueous medium (Milli-Q water), 50M in phosphate buffer 10mM (pH 7,4), and 35M in phosphate buffer with the addition of NaCl 150mM. The fluorescent probe amino-hexadecyl-benzamide (Ahba) was used to study the interaction of miltefosine with phospholipid vesicles of DMPC and DPPC, from absorption and fluorescent emission spectra, steady-state anisotropy and fluorescence and anisotropy decays. The results have shown that the effects of miltefosine addition in the vesicles, with molar ratios between 1:100 and 5:100, are not monittored by the probe Ahba, which is located on the polar head groups region on the bilayer. On the other hand, analysing the intrinsic fluorescence of the analogue MT-BODIPY, we concluded that when the molecule is added, in the same molar ratio intervals, there is a disorder in the lipidic bilayer. The fluorescent group BODIPY is located on the aliphatic chain of MT, therefore, the more accentuated effects of miltefosine in the bilayers occur in the region of the apolar tails.

O câncer corresponde a um conjunto de doenças que vem aumentando sua incidência durantes os anos e atualmente é considerado um problema mundial. Os tratamentos tradicionais em sua grande maioria agem no maquinário genético e causam citotoxicidade, debilitando o paciente. Desta forma, a busca por novos fármacos é de fundamental importância para se encontrar moléculas mais seletivas e menos tóxicas para o paciente. A classe dos alquilfosfolipídeos tem se destacado por apresentar vários análogos com atividade antitumoral atuando na membrana celular, sendo a miltefosina o protótipo estrutural. A miltefosina exibe potente atividade antitumoral in vitro e frente a alguns modelos tumorais, sendo aprovada clinicamente para o uso tópico em metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrointestinal e ação hemolítica. A partir desse protótipo, novos análogos foram sintetizados chegando à estrutura da erufosina, análogo homocolínico da miltefosina, com atividade antitumoral e com administração via intravenosa, por ser menos hemolítica. Outros estudos evidenciam que grupos volumosos na parte apolar também reduzem a atividade hemolítica. Portanto, nesse trabalho estudamos a síntese de análogos benzil alquil éter da miltefosina e da erufosina. Tentativas de síntese foram realizadas por meio da síntese de intermediários éteres ω-hidroxibenzilalquílicos, sendo a obtenção desses intermediários otimizada por meio de planejamento fatorial e mudança do reagente haleto de benzila. A melhor condição reacional foi definida a temperatura ambiente por 6h, com rendimento reacional de 38% e 43% para 10-(benziloxi)decan-1-ol e 12-(benziloxi)dodecan-1-ol, respectivamente. Para a formação dos análogos benzil alquil éter da miltefosina e da erufosina, diversas condições foram testadas empregando-se a reação dos éteres ω-hidroxibenzilalquílicos com oxicloreto de fósforo e, subsequentemente, com N-metiletanolamina ou N-metilpropanolamina, para análogos da miltefosina e da erufosina, respectivamente. Na sequência, a N-metilação com iodeto de metila foi realizada para os análogos da erufosina. No caso da miltefosina, estudou-se a síntese de um análogo N-metilfosfoetanolamínico. A confirmação dos respectivos produtos de interesse e o grau de pureza foram inferidos por análises de RMN. Devido à complexidade das rotas e, principalmente, à dificuldade de purificação pelo caráter anfifílico das moléculas sintetizadas, os compostos ainda não foram obtidos em quantidade e grau de pureza suficientes para testes biológicos in vitro. Entretanto, esse estudo aponta para a possibilidade da utilização da rota proposta para obter os compostos planejados, com necessidade de se aprimorar a etapa final de purificação dos compostos obtidos. / Cancer corresponds to a group of diseases with increasing incidence over the years, and is currently considered a global problem. Traditional treatments mostly act on the genetic machinery causing cytotoxicity and debilitating patients. Therefore, the search for new drugs is of paramount importance to find more selective and less toxic drugs. The class of alkylphospholipids deserves attention for presenting several analogs with antitumor activity by acting on the cell membrane. This class has miltefosine as a structural prototype. Miltefosine exhibits potent antitumor activity in vitro and against some tumor models, and has been clinically approved for topical use in cutaneous metastases of breast cancer. However, this drug is associated with gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. From this prototype, new analogs were synthesized resulting in erufosine, which besides antitumor activity is capable of stimulating the production of human bone marrow cells and can be administered intravenously, since it is less hemolytic. Other studies show that the presence of bulky groups in the nonpolar moiety of alkylphospholipids also reduces the hemolytic activity. In this work, we designed benzyl alkyl ether analogs of miltefosine and erufosine. We studied the synthesis of ω-hydroxibenzylalkyl ethers intermediates by means of a factorial design and studying the alkyl halide to be employed. Best reaction condition was defined as room temperature and reaction time of 6h, with yields of 38% and 43% for 10-(benzyloxy)decane-1-ol and 12-(benzyloxy)dodecane-1-ol, respectively. For the benzyl alkyl ether analogs, several reaction conditions were investigated by reacting the ω-hydroxibenzylalkyl ethers with phosphorus oxychloride and subsequently with N-methyl propanolamine (for erufosine analogs) or N-methyl ethanolamine (for miltefosine analog). In the sequence, N-methylation with methyl iodide was carried out for erufosine analogs. For mitefosine, the analog obtained was an N-methylphosphoethanolamine. Structures confirmation was based on NMR analysis. Owing to the complexity of the synthetic routes and mainly difficulty in purification of amphiphilic molecules, the analogs panned were not obtained in adequate quantities and degree of purity to be submitted to in vitro biological test. Nonetheless, this study already points to the possibility of the synthetic routes investigated to obtain the compounds designed, with need to improve final purification steps.

Miltefosina é uma alquilfosfocolina com atividade antineoplásica. No entanto sua utilização miltefosina é limitada a aplicação tópica devido a seu alto potencial hemolítico. No presente trabalho, a miltefosina foi encapsulada em micelas poliméricas de pluronic F127 (poli(óxido de etileno)-(poli(óxido de propileno)-(poli(óxido de etileno), a técnica utilizada foi o método de hidratação do filme polimérico. Um planejamento fatorial do tipo desenho de composto central (CCD) foi utilizado para investigar o efeito de três variáveis, a temperatura de hidratação, velocidade de agitação e tempo de agitação sobre o diãmetro hidrodinâmico da micela (Dh) e o índice de polidispersão (IP). As micelas poliméricas foram caracterizados mediante espalhamento de luz dinâmico (DLS), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As micelas obtidas exibiram uma morfologia núcleo-corona esférica com Dh= 29,09 ± 0,168 e IP = 0,105 ± 0,005. A estabilidade física das micelas contendo miltefosina e liofilizadas foi estudada após 3 meses de armazenamento a 4 °C, sendo que as micelas apresentaram elevada estabilidade com baixo índice de polidispersão (0,189 ± 0,008). Ensaios de citotoxicidade in vitro em células HeLa e H358 demonstraram que o efeito citotóxico das micelas foi semelhante ao da miltefosina livre. Adicionalmente, as micelas de pluronic F127 contendo 80 µM de miltefosina não se mostraram hemolíticas, sendo que esse efeito é observado para o fármaco livre (30%). Portanto, a incorporação de miltefosina em micelas poliméricas de pluronic F127 pode ser considerada uma estratégia promissora para viabilizar o emprego desse fármaco, bem como de outras alquilfosfocolinas na terapia do cancer. / Miltefosine is an alkylphosphocholine with antineoplastic activity but limit use to topical application due to high hemolytic potential. In this work we encapsulated miltefosine in polymeric micelles of pluronic F127 (poly-(ethylene oxide)-poly -(propylene oxide)-poly-(ethylene oxide)), the technique used was thin-film hydration method. A central composite design (CCD) was used to investigate the effect of three variables, namely film hydration temperature, stirring speed and stirring time on micelle hydrodinamic diameter (Dh) and polydispersity index (IP). Polymeric micelles were characterized by dynamic light scattering (DLS), differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM). The obtained miltefosine-loaded polymeric exhibited core-shell morphology with Dh = 29.09 ± 0.168 nm and PI = 0.105 ± 0.005. Physical stability of the lyophilized pluronic F127-miltefosine micelles after 3 months storage at 4°C showed high stability with low polydispersity index (0.189 ± 0.008). In vitro cytotoxicity against HeLa and H358 cells demonstrated that the cytotoxic effect pluronic F127-miltefosine micelles was similar to free miltefosine. Additionally, pluronic F127 micelles with 80 µM of miltefosine incorporated were found to be no hemolytic, in comparison to an hemolytic potential of 30 % for the same concentration of free drug. Therefore, incorporation of miltefosine in pluronic F127 polymeric micelles can be considered a promissing strategy to broader the use of this drug in cancer therapy, as well as of other alkylphosphocholines.

O câncer é umas das principais causas de morte no mundo. Com a falta de critério individual para o tratamento de câncer metastático, a quimioterapia ainda é realizada com fármacos de toxicidade significativa como antraciclinas e taxanos. Portanto, a busca por novos fármacos é de suma importância. Os alquilfosfolipídios constituem uma nova classe de fármacos antineoplásicos, tendo como protótipo a miltefosina, empregada para o tratamento tópico de metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrointestinal e ação hemolítica. Neste trabalho, investigou-se a rota sintética da miltefosina, bem como a síntese de novos análogos cicloalquílicos possivelmente menos hemolíticos e menos tóxicos. Para a síntese da miltefosina, 4 etapas foram realizadas: a) obtenção do Dicloreto de fosforoexadecila; b) obtenção de 2-(hexadeciloxi)-3-metil-oxa-1,3,2- oxazofosfolano; c) obtenção do fosfato de 2-(metilamino) etil hexadecila; d) obtenção da miltefosina (hexadecilfosfocolina); sendo o fármaco obtido com sucesso. Em seguida, metodologias de monossubstituição em dióis simétricos foram investigadas para obtenção de ω-hidroxidecil-cicloalquilmetil éteres a serem empregados na rota da miltefosina visando análogos alcoxicicloalquilicos. Diversas tentativas foram empregadas sem sucesso, impedindo-nos de dar continuidade à síntese destes análogos. Partindo-se do reagente cicloexanoetanol e empregando-se a rota de síntese aprimorada da miltefosina, obtivemos o intermediário fosfato de 2-(metilamino)etil cicloexila puro. A última etapa, referente à metilação da amina, resultou em composto dimetilado ao invés do trimetilado esperado. Um ajuste dos parâmetros reacionais como, por exemplo, aumento da concentração dos reagentes de partida, deve resultar no composto planejado. Tanto o intermediário obtido quanto o análogo desejado poderão ser futuramente ensaiados quanto à atividade antitumoral e potencial hemolítico. / Cancer is one of the major causes of death worldwide. Due to the lack of individual standard treatment for metastatic cancer, chemotherapy is still based in the use of significantly toxic drugs like anthracyclines and taxanes. Hence, there is a need to search for new anticancer agents. Alkylphospholipids recently emerged as a new antitumor class and its lead compound, miltefosine, has been used for the topical treatment of cutaneous metastasis in breast cancer. However, this drug exhibits gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. We investigated miltefosine synthetic route as well as the synthesis of cycloalkyl analogues possibly less toxic and hemolytic. We started from miltefosine synthesis, which included four steps: a) generation of hexadecyl phosphorodichloridate; b) generation of 2-(hexadecyloxy)-3-methyl-oxo-1,3,2-oxazaphospholane; c) generation of hexadecyl 2-(methylamino) ethyl phosphate; d) production of the final product miltefosine (hexadecylphosphocholine). The route was optimized, resulting in the desired drug. After that, several methods for symmetrical diols monoprotection were investigated aiming at the generation of ω-hydroxydecyl cycloalkylmethyl ethers to be further employed in miltefosine synthetic route aiming at alkoxycycloalkyl analogues. Several attempts were realized however unsuccessfully, preventing us to move on in these analogues synthesis. In a different approach, we started from cyclohexylethanol and, employing the synthetic route of miltefosine, obtained the third intermediate, 2-cyclohexylethyl 2- (methylamino)ethyl phosphate pure. The methylation step, last one to obtain the cycloalkyl analogue, resulted in a dimethyl analogue instead of a trymethyl one. We believe that adjusting the reaction parameters, such as increasing reagents concentrations, should result in a successful methylation step. The intermediate obtained as well as the analogue planned might be future evaluated in terms of hemolytic potential and antitumor activity.

O câncer corresponde a um conjunto de doenças que vem aumentando sua incidência durantes os anos e atualmente é considerado um problema mundial. Os tratamentos tradicionais em sua grande maioria agem no maquinário genético e causam citotoxicidade, debilitando o paciente. Desta forma, a busca por novos fármacos é de fundamental importância para se encontrar moléculas mais seletivas e menos tóxicas para o paciente. A classe dos alquilfosfolipídeos tem se destacado por apresentar vários análogos com atividade antitumoral atuando na membrana celular, sendo a miltefosina o protótipo estrutural. A miltefosina exibe potente atividade antitumoral in vitro e frente a alguns modelos tumorais, sendo aprovada clinicamente para o uso tópico em metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrointestinal e ação hemolítica. A partir desse protótipo, novos análogos foram sintetizados chegando à estrutura da erufosina, análogo homocolínico da miltefosina, com atividade antitumoral e com administração via intravenosa, por ser menos hemolítica. Outros estudos evidenciam que grupos volumosos na parte apolar também reduzem a atividade hemolítica. Portanto, nesse trabalho estudamos a síntese de análogos benzil alquil éter da miltefosina e da erufosina. Tentativas de síntese foram realizadas por meio da síntese de intermediários éteres ω-hidroxibenzilalquílicos, sendo a obtenção desses intermediários otimizada por meio de planejamento fatorial e mudança do reagente haleto de benzila. A melhor condição reacional foi definida a temperatura ambiente por 6h, com rendimento reacional de 38% e 43% para 10-(benziloxi)decan-1-ol e 12-(benziloxi)dodecan-1-ol, respectivamente. Para a formação dos análogos benzil alquil éter da miltefosina e da erufosina, diversas condições foram testadas empregando-se a reação dos éteres ω-hidroxibenzilalquílicos com oxicloreto de fósforo e, subsequentemente, com N-metiletanolamina ou N-metilpropanolamina, para análogos da miltefosina e da erufosina, respectivamente. Na sequência, a N-metilação com iodeto de metila foi realizada para os análogos da erufosina. No caso da miltefosina, estudou-se a síntese de um análogo N-metilfosfoetanolamínico. A confirmação dos respectivos produtos de interesse e o grau de pureza foram inferidos por análises de RMN. Devido à complexidade das rotas e, principalmente, à dificuldade de purificação pelo caráter anfifílico das moléculas sintetizadas, os compostos ainda não foram obtidos em quantidade e grau de pureza suficientes para testes biológicos in vitro. Entretanto, esse estudo aponta para a possibilidade da utilização da rota proposta para obter os compostos planejados, com necessidade de se aprimorar a etapa final de purificação dos compostos obtidos. / Cancer corresponds to a group of diseases with increasing incidence over the years, and is currently considered a global problem. Traditional treatments mostly act on the genetic machinery causing cytotoxicity and debilitating patients. Therefore, the search for new drugs is of paramount importance to find more selective and less toxic drugs. The class of alkylphospholipids deserves attention for presenting several analogs with antitumor activity by acting on the cell membrane. This class has miltefosine as a structural prototype. Miltefosine exhibits potent antitumor activity in vitro and against some tumor models, and has been clinically approved for topical use in cutaneous metastases of breast cancer. However, this drug is associated with gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. From this prototype, new analogs were synthesized resulting in erufosine, which besides antitumor activity is capable of stimulating the production of human bone marrow cells and can be administered intravenously, since it is less hemolytic. Other studies show that the presence of bulky groups in the nonpolar moiety of alkylphospholipids also reduces the hemolytic activity. In this work, we designed benzyl alkyl ether analogs of miltefosine and erufosine. We studied the synthesis of ω-hydroxibenzylalkyl ethers intermediates by means of a factorial design and studying the alkyl halide to be employed. Best reaction condition was defined as room temperature and reaction time of 6h, with yields of 38% and 43% for 10-(benzyloxy)decane-1-ol and 12-(benzyloxy)dodecane-1-ol, respectively. For the benzyl alkyl ether analogs, several reaction conditions were investigated by reacting the ω-hydroxibenzylalkyl ethers with phosphorus oxychloride and subsequently with N-methyl propanolamine (for erufosine analogs) or N-methyl ethanolamine (for miltefosine analog). In the sequence, N-methylation with methyl iodide was carried out for erufosine analogs. For mitefosine, the analog obtained was an N-methylphosphoethanolamine. Structures confirmation was based on NMR analysis. Owing to the complexity of the synthetic routes and mainly difficulty in purification of amphiphilic molecules, the analogs panned were not obtained in adequate quantities and degree of purity to be submitted to in vitro biological test. Nonetheless, this study already points to the possibility of the synthetic routes investigated to obtain the compounds designed, with need to improve final purification steps.

O câncer é uma das principais causas de morte no Brasil e no mundo. É a segunda principal causa de morte, perdendo apenas para as doenças cardiovasculares, tornando-se um grande desafio para as autoridades de saúde pública. No Brasil, foram estimados aproximadamente 580.000 novos casos para 2014. A capacidade que alguns tumores têm de alcançarem outros órgãos faz do câncer uma doença ameaçadora, em que a metástase é responsável por 90% das mortes. A terapia antineoplásica atual baseia-se na quimioterapia, radioterapia ou remoção cirúrgica da massa tumoral. Embora eficazes em muitos casos, os fármacos antitumorais apresentam alta toxicidade, limitando seu amplo emprego. Além disso, as células tumorais podem adquirir resistência a esses compostos. Nesse cenário, as alquilfosfocolinas (APC) surgem como uma classe promissora de agentes antitumorais. O protótipo da classe das APC corresponde à miltefosina, fármaco aprovado clinicamente para o uso tópico de metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrintestinal e ação hemolítica. Neste trabalho, realizamos o planejamento e a síntese de análogos alcóxicicloalquílicos da miltefosina, visando compostos com maior atividade citotóxica frente a células tumorais. A síntese foi realizada em quatro etapas, partindo-se de alcoóis previamente sintetizados a partir de dióis simétricos (10-cicloalquilmetoxi1-decanol). Estes reagiram com oxicloreto de fósforo e, subsequentemente, com a N-metiletanolamina. Por fim, uma etapa de metilação com iodeto de metila resultou nos compostos planejados. Os compostos obtidos foram o 10-cicloexilmetoxi decilfosfocolina e o 10-ciclobutilmetoxi decilfosfocolina que resultaram em um rendimento global de 37% e 29%, respectivamente, e pureza cromatográfica de 98% e 96%, respectivamente. No ensaio de viabilidade celular os compostos obtidos demonstraram menor atividade citotóxica que a miltefosina nas concentrações de 40 µM, 50 µM e 60 µM frente às linhagens celulares H358 e A549. Entretanto, em ensaio de colônia os compostos apresentaram aproximadamente 50% de inibição das células Hela, nas concentrações de 30 µM, 60 µM e 100 µM. Assim é importante que a atividade dos compostos seja investigada frente a outras linhagens celulares tumorais, visto que apresentaram efeitos antiproliferativos, sendo potencialmente promissoras como quimioterápicos. / Cancer is a leading cause of death worldwide. It configures alone second leading cause of death, displaced only by cardiovascular disease, a major challenge for public health authorities. In Brazil, around 580,000 new cases are estimated in 2014. The ability of some tumors to reach other organs makes cancer a threatening condition as metastasis is responsible for 90 % of deaths. The antineoplastic therapy is based on the current chemotherapy, radiation therapy or surgical removal of the tumor mass. While effective in many cases, antitumor drugs have high toxicity, what limits their widespread use. Furthermore, tumor cells may acquire resistance to these compounds. In this scenario, the alkylphosphocoline (APC) arise as a promising class of antitumor agents. The prototype of APC class is miltefosine, a clinically approved drug for topical cutaneous metastases of breast cancer. However, this drug shows gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. In this work, design and synthesis of alcoxycycloalkyl analogs of miltefosine, targeting compounds with increased cytotoxic activity against tumor cells. The synthesis was carried out in four stages, starting with alcohols previously synthesized from symmetrical diols (10-cycloalkylmethoxy1-decanol). These reacted with phosphorus oxychloride and subsequently with N-methylethanolamine. Finally, a step methylation with methyl iodide resulted in the planned compounds. The analogous compounds that have been proposed are 10-cycloexylmethoxy decylphosphocholine and 10-cyclobutylmethoxy decylphosphocholine, which were obtained with a overall yield of 37% and 29% and had a chromatographic purity of 98% and 96% respectively. Nevertheless, the compounds showed lower cytotoxicity than miltefosine at 40 mM, 50 mM and 60 mM, in the cell viability assay employing A549 and H358 cell lines. However, in the colony assay the compounds showed approximately 50% inhibition of Hela cells at concentrations of 30 µM, 60 µM and 100 µM. Therefore, further biological tests should be performed ir order to better investigate the potential of these compounds as novel chemotherapeutic agents.

Miltefosina é uma alquilfosfocolina com atividade antineoplásica. No entanto sua utilização miltefosina é limitada a aplicação tópica devido a seu alto potencial hemolítico. No presente trabalho, a miltefosina foi encapsulada em micelas poliméricas de pluronic F127 (poli(óxido de etileno)-(poli(óxido de propileno)-(poli(óxido de etileno), a técnica utilizada foi o método de hidratação do filme polimérico. Um planejamento fatorial do tipo desenho de composto central (CCD) foi utilizado para investigar o efeito de três variáveis, a temperatura de hidratação, velocidade de agitação e tempo de agitação sobre o diãmetro hidrodinâmico da micela (Dh) e o índice de polidispersão (IP). As micelas poliméricas foram caracterizados mediante espalhamento de luz dinâmico (DLS), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As micelas obtidas exibiram uma morfologia núcleo-corona esférica com Dh= 29,09 ± 0,168 e IP = 0,105 ± 0,005. A estabilidade física das micelas contendo miltefosina e liofilizadas foi estudada após 3 meses de armazenamento a 4 °C, sendo que as micelas apresentaram elevada estabilidade com baixo índice de polidispersão (0,189 ± 0,008). Ensaios de citotoxicidade in vitro em células HeLa e H358 demonstraram que o efeito citotóxico das micelas foi semelhante ao da miltefosina livre. Adicionalmente, as micelas de pluronic F127 contendo 80 µM de miltefosina não se mostraram hemolíticas, sendo que esse efeito é observado para o fármaco livre (30%). Portanto, a incorporação de miltefosina em micelas poliméricas de pluronic F127 pode ser considerada uma estratégia promissora para viabilizar o emprego desse fármaco, bem como de outras alquilfosfocolinas na terapia do cancer. / Miltefosine is an alkylphosphocholine with antineoplastic activity but limit use to topical application due to high hemolytic potential. In this work we encapsulated miltefosine in polymeric micelles of pluronic F127 (poly-(ethylene oxide)-poly -(propylene oxide)-poly-(ethylene oxide)), the technique used was thin-film hydration method. A central composite design (CCD) was used to investigate the effect of three variables, namely film hydration temperature, stirring speed and stirring time on micelle hydrodinamic diameter (Dh) and polydispersity index (IP). Polymeric micelles were characterized by dynamic light scattering (DLS), differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM). The obtained miltefosine-loaded polymeric exhibited core-shell morphology with Dh = 29.09 ± 0.168 nm and PI = 0.105 ± 0.005. Physical stability of the lyophilized pluronic F127-miltefosine micelles after 3 months storage at 4°C showed high stability with low polydispersity index (0.189 ± 0.008). In vitro cytotoxicity against HeLa and H358 cells demonstrated that the cytotoxic effect pluronic F127-miltefosine micelles was similar to free miltefosine. Additionally, pluronic F127 micelles with 80 µM of miltefosine incorporated were found to be no hemolytic, in comparison to an hemolytic potential of 30 % for the same concentration of free drug. Therefore, incorporation of miltefosine in pluronic F127 polymeric micelles can be considered a promissing strategy to broader the use of this drug in cancer therapy, as well as of other alkylphosphocholines.

O câncer é umas das principais causas de morte no mundo. Com a falta de critério individual para o tratamento de câncer metastático, a quimioterapia ainda é realizada com fármacos de toxicidade significativa como antraciclinas e taxanos. Portanto, a busca por novos fármacos é de suma importância. Os alquilfosfolipídios constituem uma nova classe de fármacos antineoplásicos, tendo como protótipo a miltefosina, empregada para o tratamento tópico de metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrointestinal e ação hemolítica. Neste trabalho, investigou-se a rota sintética da miltefosina, bem como a síntese de novos análogos cicloalquílicos possivelmente menos hemolíticos e menos tóxicos. Para a síntese da miltefosina, 4 etapas foram realizadas: a) obtenção do Dicloreto de fosforoexadecila; b) obtenção de 2-(hexadeciloxi)-3-metil-oxa-1,3,2- oxazofosfolano; c) obtenção do fosfato de 2-(metilamino) etil hexadecila; d) obtenção da miltefosina (hexadecilfosfocolina); sendo o fármaco obtido com sucesso. Em seguida, metodologias de monossubstituição em dióis simétricos foram investigadas para obtenção de ω-hidroxidecil-cicloalquilmetil éteres a serem empregados na rota da miltefosina visando análogos alcoxicicloalquilicos. Diversas tentativas foram empregadas sem sucesso, impedindo-nos de dar continuidade à síntese destes análogos. Partindo-se do reagente cicloexanoetanol e empregando-se a rota de síntese aprimorada da miltefosina, obtivemos o intermediário fosfato de 2-(metilamino)etil cicloexila puro. A última etapa, referente à metilação da amina, resultou em composto dimetilado ao invés do trimetilado esperado. Um ajuste dos parâmetros reacionais como, por exemplo, aumento da concentração dos reagentes de partida, deve resultar no composto planejado. Tanto o intermediário obtido quanto o análogo desejado poderão ser futuramente ensaiados quanto à atividade antitumoral e potencial hemolítico. / Cancer is one of the major causes of death worldwide. Due to the lack of individual standard treatment for metastatic cancer, chemotherapy is still based in the use of significantly toxic drugs like anthracyclines and taxanes. Hence, there is a need to search for new anticancer agents. Alkylphospholipids recently emerged as a new antitumor class and its lead compound, miltefosine, has been used for the topical treatment of cutaneous metastasis in breast cancer. However, this drug exhibits gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. We investigated miltefosine synthetic route as well as the synthesis of cycloalkyl analogues possibly less toxic and hemolytic. We started from miltefosine synthesis, which included four steps: a) generation of hexadecyl phosphorodichloridate; b) generation of 2-(hexadecyloxy)-3-methyl-oxo-1,3,2-oxazaphospholane; c) generation of hexadecyl 2-(methylamino) ethyl phosphate; d) production of the final product miltefosine (hexadecylphosphocholine). The route was optimized, resulting in the desired drug. After that, several methods for symmetrical diols monoprotection were investigated aiming at the generation of ω-hydroxydecyl cycloalkylmethyl ethers to be further employed in miltefosine synthetic route aiming at alkoxycycloalkyl analogues. Several attempts were realized however unsuccessfully, preventing us to move on in these analogues synthesis. In a different approach, we started from cyclohexylethanol and, employing the synthetic route of miltefosine, obtained the third intermediate, 2-cyclohexylethyl 2- (methylamino)ethyl phosphate pure. The methylation step, last one to obtain the cycloalkyl analogue, resulted in a dimethyl analogue instead of a trymethyl one. We believe that adjusting the reaction parameters, such as increasing reagents concentrations, should result in a successful methylation step. The intermediate obtained as well as the analogue planned might be future evaluated in terms of hemolytic potential and antitumor activity.

O câncer é uma das principais causas de morte no Brasil e no mundo. É a segunda principal causa de morte, perdendo apenas para as doenças cardiovasculares, tornando-se um grande desafio para as autoridades de saúde pública. No Brasil, foram estimados aproximadamente 580.000 novos casos para 2014. A capacidade que alguns tumores têm de alcançarem outros órgãos faz do câncer uma doença ameaçadora, em que a metástase é responsável por 90% das mortes. A terapia antineoplásica atual baseia-se na quimioterapia, radioterapia ou remoção cirúrgica da massa tumoral. Embora eficazes em muitos casos, os fármacos antitumorais apresentam alta toxicidade, limitando seu amplo emprego. Além disso, as células tumorais podem adquirir resistência a esses compostos. Nesse cenário, as alquilfosfocolinas (APC) surgem como uma classe promissora de agentes antitumorais. O protótipo da classe das APC corresponde à miltefosina, fármaco aprovado clinicamente para o uso tópico de metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrintestinal e ação hemolítica. Neste trabalho, realizamos o planejamento e a síntese de análogos alcóxicicloalquílicos da miltefosina, visando compostos com maior atividade citotóxica frente a células tumorais. A síntese foi realizada em quatro etapas, partindo-se de alcoóis previamente sintetizados a partir de dióis simétricos (10-cicloalquilmetoxi1-decanol). Estes reagiram com oxicloreto de fósforo e, subsequentemente, com a N-metiletanolamina. Por fim, uma etapa de metilação com iodeto de metila resultou nos compostos planejados. Os compostos obtidos foram o 10-cicloexilmetoxi decilfosfocolina e o 10-ciclobutilmetoxi decilfosfocolina que resultaram em um rendimento global de 37% e 29%, respectivamente, e pureza cromatográfica de 98% e 96%, respectivamente. No ensaio de viabilidade celular os compostos obtidos demonstraram menor atividade citotóxica que a miltefosina nas concentrações de 40 µM, 50 µM e 60 µM frente às linhagens celulares H358 e A549. Entretanto, em ensaio de colônia os compostos apresentaram aproximadamente 50% de inibição das células Hela, nas concentrações de 30 µM, 60 µM e 100 µM. Assim é importante que a atividade dos compostos seja investigada frente a outras linhagens celulares tumorais, visto que apresentaram efeitos antiproliferativos, sendo potencialmente promissoras como quimioterápicos. / Cancer is a leading cause of death worldwide. It configures alone second leading cause of death, displaced only by cardiovascular disease, a major challenge for public health authorities. In Brazil, around 580,000 new cases are estimated in 2014. The ability of some tumors to reach other organs makes cancer a threatening condition as metastasis is responsible for 90 % of deaths. The antineoplastic therapy is based on the current chemotherapy, radiation therapy or surgical removal of the tumor mass. While effective in many cases, antitumor drugs have high toxicity, what limits their widespread use. Furthermore, tumor cells may acquire resistance to these compounds. In this scenario, the alkylphosphocoline (APC) arise as a promising class of antitumor agents. The prototype of APC class is miltefosine, a clinically approved drug for topical cutaneous metastases of breast cancer. However, this drug shows gastrointestinal toxicity and hemolytic activity. In this work, design and synthesis of alcoxycycloalkyl analogs of miltefosine, targeting compounds with increased cytotoxic activity against tumor cells. The synthesis was carried out in four stages, starting with alcohols previously synthesized from symmetrical diols (10-cycloalkylmethoxy1-decanol). These reacted with phosphorus oxychloride and subsequently with N-methylethanolamine. Finally, a step methylation with methyl iodide resulted in the planned compounds. The analogous compounds that have been proposed are 10-cycloexylmethoxy decylphosphocholine and 10-cyclobutylmethoxy decylphosphocholine, which were obtained with a overall yield of 37% and 29% and had a chromatographic purity of 98% and 96% respectively. Nevertheless, the compounds showed lower cytotoxicity than miltefosine at 40 mM, 50 mM and 60 mM, in the cell viability assay employing A549 and H358 cell lines. However, in the colony assay the compounds showed approximately 50% inhibition of Hela cells at concentrations of 30 µM, 60 µM and 100 µM. Therefore, further biological tests should be performed ir order to better investigate the potential of these compounds as novel chemotherapeutic agents.

Esse trabalho é sobre a agregação da droga leishmanicida miltefosina e um análogo fluorescente e sua interação com vesículas fosfolipídicas. A leishmaniose é uma doença tropical causada por diferentes espécies do gênero Leishmania que atinge boa parte do mundo e, nas duas últimas décadas, sua manifestação visceral reapareceu de forma preocupante, uma vez que sua letalidade vem aumentando de forma gradativa. Vários medicamentos estão sendo testados, incluindo o análogo lipídico sintético hexadecilfosfocolina (miltefosina), que é um agente antitumoral e antileishmania administrado oralmente que age nas membranas celulares e pode induzir apoptose. O primeiro local de interação dos análogos de fosfolipídios é a membrana celular e eles apresentam atividade citotóxica não específica em concentrações acima da sua concentração micelar crítica, sendo importante o conhecimento de suas propriedades de agregação em meio aquoso e sua forma de interação com outros agregados presentes no meio. Além disso, derivados fluorescentes da miltefosina permitem o uso de técnicas de fluorescência para a caracterização de sua atividade leishmanicida. Neste trabalho examinamos propriedades de agregação da miltefosina (MT) e de seu análogo fluorescente MT-BODIPY em meio aquoso, utilizando técnicas baseadas em medidas de tensão superficial e de espectroscopia de fluorescência, tanto estática como com resolução temporal. Os resultados de cmc da miltefosina, a 25oC utilizando diferentes métodos, foram 60M em meio aquoso puro (água Milli-Q), 50M em tampão fosfato 10mM (pH 7,4), e 35M em tampão fosfato com NaCl 150mM. Através do estudo de vários parâmetros de fluorescência, verificamos que para a MT-BODIPY, um limite superior para sua cmc é de 10M. Utilizando a sonda fluorescente amino-hexadecil-benzamida (Ahba) estudamos a interação entre a miltefosina e vesículas fosfolipídicas de DMPC e DPPC, analisando os espectros de absorção e emissão fluorescente, a anisotropia estática e os decaimentos da intensidade fluorescente e da anisotropia. O conjunto de resultados mostrou que os efeitos do acréscimo de miltefosina às vesículas, no intervalo de razões molares entre 1:100 e 5:100, não são monitorados pela sonda Ahba, uma sonda localizada na região das cabeças polares. Por outro lado, a análise da fluorescência intrínseca da MT-BODIPY mostrou que seu acréscimo, no mesmo intervalo de razões molares, promove desorganização da bicamada lipídica. Como nesse caso o grupo fluorescente localiza-se no final da cadeia alifática, concluimos que os maiores efeitos da miltefosina sobre as bicamadas ocorrem na região interna das cadeias apolares. / This work is about the aggregation of the leishmanicidal drug miltefosine and a fluorescent analogue and their interaction with phospholipid vesicles. Leishmaniasis is a complex of tropical diseases caused by different species of the genus Leishmania which reaches almost the whole world, including Brazil, and, on the last decades, its visceral form reappeared with hundreds of million people at risk of infection, and the mortality rate increases every year. Several drugs have been used to treat the disease, and miltefosine, a synthetic phospholipid analogue, has been tested and it is already used in some countries. This drug has a confirmed antitumor and orally antileishmanial action on the cell membranes, which is the first local of interaction of a phospholipid analogue. The cytotoxic activity is not specific on concentrations above its critical micelle concentration (cmc), and the knowledge of the aggregation properties of the drug in aqueous medium becomes important, as well as its interaction with other aggregates presents in the environment. Fluorescent analogues of miltefosine allow the use of fluorescent techniques to characterize the antileishmanial activity of miltefosine. In this work we have investigated the aggregation properties of the drug miltefosine (MT), and the fluorescent analogue MT-BODIPY in aqueous medium, by using techniques of surface tension measurements and both, steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy. The values of miltefosine cmc at 25°C from different methods were about 60M in pure aqueous medium (Milli-Q water), 50M in phosphate buffer 10mM (pH 7,4), and 35M in phosphate buffer with the addition of NaCl 150mM. The fluorescent probe amino-hexadecyl-benzamide (Ahba) was used to study the interaction of miltefosine with phospholipid vesicles of DMPC and DPPC, from absorption and fluorescent emission spectra, steady-state anisotropy and fluorescence and anisotropy decays. The results have shown that the effects of miltefosine addition in the vesicles, with molar ratios between 1:100 and 5:100, are not monittored by the probe Ahba, which is located on the polar head groups region on the bilayer. On the other hand, analysing the intrinsic fluorescence of the analogue MT-BODIPY, we concluded that when the molecule is added, in the same molar ratio intervals, there is a disorder in the lipidic bilayer. The fluorescent group BODIPY is located on the aliphatic chain of MT, therefore, the more accentuated effects of miltefosine in the bilayers occur in the region of the apolar tails.