Orientador: Káthia Maria Honório / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2012

Os ensaios celulares têm ganhado relevância na gênese planejada de fármacos, devido a sua utilização nas diversas etapas envolvidas neste processo. Estes ensaios envolvem a caracterização da atividade farmacológica, propriedades farmacocinéticas e atividade tóxica para compreender a atividade biológica das moléculas de interesse. Neste trabalho, os ensaios celulares foram usados para identificar a atividade anticancerígena e a atividade tóxica de moléculas, uma vez que a morte celular é o parâmetro avaliado em ambos os casos. No presente estudo foram avaliados 34 compostos, sendo dezessete moléculas do grupo NEQUIMED, determinando-se sua atividade citotóxica na célula neoplásica de fígado (HepG2) e na célula de fibroblasto (V79-4). A determinação da atividade citotóxica dos compostos bioativos foi realizada por o método colorimétrico de triagem envolvendo o MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio), que é metabolizado pela mitocôndria da célula viva, com confirmação da atividade biológica realizada por citometria de fluxo para a linhagem de fibroblasto. As triagens iniciais foram estabelecidas para determinar a atividade biológica, sendo que as moléculas Neq256, Neq385 e Neq388 apresentaram atividade citotóxica frente à célula HepG2 (caracterizando assim a atividade anticancerígena), enquanto que Neq385 apresentou seletividade em relação a atividade nas células de fibroblasto. Dentre as moléculas de referência, YM-155 apresentou os melhores resultados de atividade citotóxica com IC50 (HepG2) de 0,094 µmol L-1 e IC50 (V79-4) > 100 µmol L-1, sendo muito seletiva para a linhagem cancerígena. Os resultados demonstraram que as moléculas Neq265, Neq385 e Neq388 são promissoras e serão usadas para o planejamento de modificações estruturais que visa obter moléculas com maior potência e seletividade frente às células cancerígenas. Outra vertente do trabalho envolve o planejamento de inibidores da survivina, que apresentam grande potencial para a descoberta e desenvolvimento de estratégias quimioterápicas seletivas. / Cell-based assays are gaining relevance in the drug discovery and development area, being in use almost throughout the whole process. These assays are applied to characterize the pharmacological, pharmacokinetic and toxic activities of new molecules. In this work, cell-based assays were performed to identify anticancer and toxic activities of novel compounds, once the cell death process is the parameter that was evaluated in both cases. In this work, 34 compounds were evaluated (17 of them from the NEQUIMED database) in which the cytotoxic activity in liver cancer cells (HepG2) and hamster fibroblast cells (V79-4) were determined by means of the MTT colorimetric screening. The biological activity in fibroblast cells was further confirmed by using flow cytometry. Out of the whole set, molecules Neq256, Neq385 e Neq388 were cytotoxic to HepG2 (having anticancer activity). Neq385 was selective towards the liver hepatocellular carcinoma when compared with the fibroblasts. Among the reference compounds, YM-155 was the most selective and potent anticancer molecule: IC50 (HepG2) 0.094 µmol L-1 and IC50 (V79-4) > 100 µmol L-1. Taken together, these results provide promissing new molecules (Neq265, Neq385 e Neq388) for further optimization of the potency and selectivity using drug design. Another important outcome for further exploration is the design of survivin inhibitors bearing a huge potential for novel selective chemotherapeutic approaches.

Os ensaios celulares têm ganhado relevância na gênese planejada de fármacos, devido a sua utilização nas diversas etapas envolvidas neste processo. Estes ensaios envolvem a caracterização da atividade farmacológica, propriedades farmacocinéticas e atividade tóxica para compreender a atividade biológica das moléculas de interesse. Neste trabalho, os ensaios celulares foram usados para identificar a atividade anticancerígena e a atividade tóxica de moléculas, uma vez que a morte celular é o parâmetro avaliado em ambos os casos. No presente estudo foram avaliados 34 compostos, sendo dezessete moléculas do grupo NEQUIMED, determinando-se sua atividade citotóxica na célula neoplásica de fígado (HepG2) e na célula de fibroblasto (V79-4). A determinação da atividade citotóxica dos compostos bioativos foi realizada por o método colorimétrico de triagem envolvendo o MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio), que é metabolizado pela mitocôndria da célula viva, com confirmação da atividade biológica realizada por citometria de fluxo para a linhagem de fibroblasto. As triagens iniciais foram estabelecidas para determinar a atividade biológica, sendo que as moléculas Neq256, Neq385 e Neq388 apresentaram atividade citotóxica frente à célula HepG2 (caracterizando assim a atividade anticancerígena), enquanto que Neq385 apresentou seletividade em relação a atividade nas células de fibroblasto. Dentre as moléculas de referência, YM-155 apresentou os melhores resultados de atividade citotóxica com IC50 (HepG2) de 0,094 µmol L-1 e IC50 (V79-4) > 100 µmol L-1, sendo muito seletiva para a linhagem cancerígena. Os resultados demonstraram que as moléculas Neq265, Neq385 e Neq388 são promissoras e serão usadas para o planejamento de modificações estruturais que visa obter moléculas com maior potência e seletividade frente às células cancerígenas. Outra vertente do trabalho envolve o planejamento de inibidores da survivina, que apresentam grande potencial para a descoberta e desenvolvimento de estratégias quimioterápicas seletivas. / Cell-based assays are gaining relevance in the drug discovery and development area, being in use almost throughout the whole process. These assays are applied to characterize the pharmacological, pharmacokinetic and toxic activities of new molecules. In this work, cell-based assays were performed to identify anticancer and toxic activities of novel compounds, once the cell death process is the parameter that was evaluated in both cases. In this work, 34 compounds were evaluated (17 of them from the NEQUIMED database) in which the cytotoxic activity in liver cancer cells (HepG2) and hamster fibroblast cells (V79-4) were determined by means of the MTT colorimetric screening. The biological activity in fibroblast cells was further confirmed by using flow cytometry. Out of the whole set, molecules Neq256, Neq385 e Neq388 were cytotoxic to HepG2 (having anticancer activity). Neq385 was selective towards the liver hepatocellular carcinoma when compared with the fibroblasts. Among the reference compounds, YM-155 was the most selective and potent anticancer molecule: IC50 (HepG2) 0.094 µmol L-1 and IC50 (V79-4) > 100 µmol L-1. Taken together, these results provide promissing new molecules (Neq265, Neq385 e Neq388) for further optimization of the potency and selectivity using drug design. Another important outcome for further exploration is the design of survivin inhibitors bearing a huge potential for novel selective chemotherapeutic approaches.

A doença de Chagas é uma das doenças tropicais negligenciadas prioritárias para a Organização Mundial da Saúde (OMS). Endêmica na América Latina, é considerada atualmente um problema de saúde mundial, afetando diversos países na América do Norte, Europa, Ásia e Oceania. Estima-se que 8-10 milhões de pessoas estejam infectadas com o protozoário Trypanosoma cruzi. O tratamento disponível é limitado a dois fármacos que apresentam baixa eficácia e sérios efeitos adversos, o que torna evidente a urgência por novas alternativas terapêuticas. Esta dissertação de mestrado tem como objetivo o desenvolvimento de estudos das relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR, na sigla inglesa para quantitative structure-activity relationships) para duas séries de derivados do fenarimol com atividade anti-T. cruzi. Os compostos selecionados possuem considerável potência in vitro contra o parasita, além de atividade in vivo em modelos experimentais da doença, o que caracteriza o seu potencial para estudos em química medicinal. Neste contexto, estratégias de planejamento de fármacos foram utilizadas para a geração de modelos de QSAR preditivos. Foram utilizados os métodos holograma QSAR (HQSAR, na sigla inglesa para hologram QSAR); análise comparativa dos campos moleculares (CoMFA, na sigla inglesa para comparative molecular field analysis); e análise comparativa dos índices de similaridade estrutural (CoMSIA, na sigla inglesa para comparative molecular similarity indices). Os modelos gerados possuem alta capacidade de correlação interna e de predição externa, indicando também um conjunto de características estruturais responsáveis pela atividade anti-T. cruzi. Os resultados apresentados neste trabalho são úteis no planejamento de novos derivados do fenarimol com propriedades antichagásicas. / Chagas\' disease is considered by the World Health Organization (WHO) as one of the top neglected tropical diseases. Endemic in Latin America, it is currently a global public health problem, affecting several countries in North America, Europe, Asia and Oceania. The disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, affects around 8-10 million people worldwide. The available treatment is limited to two drugs that present low efficacy and severe side effects, highlighting the urgent need for new therapeutic options. This masters dissertation focuses on the development of quantitative structure-activity relationships (QSAR) models for two series of fenarimol derivatives with activity against T. cruzi. The selected compounds exhibit substantial in vitro potency against the parasite, as well as in vivo activity in experimental models of the disease, which point out their potential for further studies in medicinal chemistry. In this context, drug design strategies were applied for the generation of predictive QSAR models. The methods employed were hologram QSAR (HQSAR); comparative molecular field analysis (CoMFA); and comparative molecular similarity indices (CoMSIA). The models possess high internal and external consistency, also indicating a set of structural features related to their anti-T. cruzi activity. The results reported herein are useful for the design of new fenarimol derivatives as new antichagasic agents.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3825.pdf: 11572588 bytes, checksum: 5139f6f8274e9d9b46982514e6a5c21e (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / Chagas disease, caused by the flagellate protozoan of the family Trypanosomatidae Trypanosoma cruzi, is endemic in Latin America. The available drugs are ineffective and cause severe side effects. Therefore, it is necessary the discovery and development of new drugs for Chagas disease chemotherapy. The cruzain enzyme (EC 3.4.22.51) is expressed in all T. cruzi life cycle and represents a valid target against Chagas disease. The search for new cruzain enzyme inhibitors was carried out through the development of a new strategy using in silico methods, based on integrated ligand and target virtual screening. The consensus of different virtual screenings allowed the selection of 23 molecules for in vitro assays, from a virtual library containing approximately 8.5 million structures collected from the commercial database ZINC. The compounds were assayed against the cruzain and human homologous cathepsin-L and 12 presented inhibitory activity. The IC50 values ranged from 5.6 to 73.9 μM for cruzain and 8.6 to 89.1 μM for cathepsin-L. The apparent inhibition constant (Ki app) of the identified compounds ranged from 3.7 and 64.5 μM for cruzaínain and 3.8 to 87.1 μM for the cathepsin-L and showed competitive inhibition mechanisms. New molecular classes of non-covalent inhibitors of the enzyme cruzain were identified. Two substances were validated as inhibitors by evaluating compound analogs to establishing relationships between molecular structure and biological activity; a substance with the ligand efficiency of 0.33 kcal mol-1 NA-1 was identified. Two enzyme inhibitors showed trypanocidal activity against the Y strain of T. cruzi trypomastigotes with potency comparable to the drug benznidazole®. The micromolar activity of the compounds against the cruzain enzyme and the confirmed activity against the parasite provide the opportunity for molecular optimization and improve the bioactive compounds design with known mode of action. / A doença de Chagas, causada pelo parasito tripanossomatídeo Trypanosoma cruzi, é uma doença endêmica distribuída por toda América Latina. Os fármacos disponíveis são ineficientes e apresentam sérios efeitos colaterais. Portanto, são necessários novos fármacos para a quimioterapia da doença de Chagas. A enzima cruzaína (EC 3.4.22.51) de T. cruzi é expressa durante todo o ciclo de vida e representa um alvo validado contra a doença da Chagas. A busca de novos inibidores da enzima cruzaína foi realizada pelo desenvolvimento de uma estratégia integrada utilizando métodos in silico baseados na estrutura do ligante e do receptor e métodos in vitro. O consenso dos diferentes métodos de ensaios virtuais permitiu a seleção de 23 moléculas para os ensaios in vitro, a partir de uma coleção virtual com cerca de 8,5 milhões de estruturas provenientes do banco de moléculas comerciais ZINC e 12 apresentaram atividade inibitória frente à enzima cruzaína e sua homóloga catepsina-L de humanos. Os valores de IC50 variaram entre 5,6 e 73,9 μM para cruzaína e 8,6 a 89,1 para catepsina-L. As constantes de inibição aparentes (Ki app) da série de compostos identificados variaram entre 3,7 e 64,5 μM para a cruzaína e 3,8 a 87,1 μM para a catepsina-L e apresentaram mecanismos competitivos de inibição. Novas classes moleculares inéditas de inibidores não covalentes da enzima cruzaína foram identificadas. Duas substâncias foram validadas como inibidores através de avaliação de análogos para o estabelecimento de relações entre a estrutura molecular e atividade biológica, uma substância com eficiência do ligante de 0,33 kcal mol-1 NA-1 foi identificada. Dois inibidores enzimáticos apresentaram atividade tripanossomicida frente à cepa Y do T. cruzi em sua forma tripomastigota com potência comparável ao Benzonidazol®. A inibição da enzima cruzaína com atividade confirmada frente ao T. cruzi oferece a oportunidade de otimização da estrutura molecular da substância matriz e valoriza a racionalização do processo de identificação de substâncias bioativas com modo de ação conhecido.

A doença de Chagas, uma infecção parasitária amplamente distribuída na América Latina, é um problema grave de saúde pública com consequências devastadoras em termos de morbidade e mortalidade humana. As alternativas terapêuticas existentes são limitadas e insuficientes devido principalmente à baixa eficácia e elevada toxicidade. Visando o planejamento de novos candidatos a agentes antichagásicos, diversas vias bioquímicas e proteínas do parasita são alvos de estudos. A enzima cruzaína, uma cisteíno-protease envolvida em todos os estágios de desenvolvimento e diferenciação do Trypanosoma cruzi, foi selecionada como alvo molecular em nosso grupo para o presente trabalho de dissertação de mestrado. Duas séries de compostos foram avaliadas através de ensaios bioquímicos com a enzima alvo. A primeira série consiste de 14 derivados de chalconas e hidrazonas, sendo que 8 compostos apresentaram atividade inibitória frente a cruzaína, com valores superiores a 70%. Destes, destaca-se a hidrazona 19, que apresentou significativa potência in vitro, com valor de IC50 de 220 nM. A segunda série investigada, formada por 11 compostos selecionados previamente através de triagens virtuais, apresentou interessante perfil inibitório. Nove compostos apresentaram elevada potência, sendo que 7 exibiram valores de IC50 na faixa nanomolar, entre 646 nM (composto 32) e 11,3 nM (composto 24). Os resultados extremamente positivos alcançados neste trabalho demonstram a importância da avaliação experimental através de ensaios bioquímicos padronizados, que foi fundamental para a caracterização e a validação destas séries de inibidores. A diversidade química estudada é significativa e os melhores compostos serão muito úteis em etapas futuras de pesquisa de nosso grupo envolvendo os processos de descoberta e otimização de compostos líderes. Neste contexto, atenção especial será dada aos compostos 19, 28 e 34 que representam modelos extremamente atrativos em química medicinal e planejamento de fármacos. / Chagas\' disease, a parasitic infection widely distributed in Latin America, is a serious public health problem with devastating consequences in terms of human morbidity and mortality. The existing therapeutic alternatives are limited and insufficient, mainly due to low efficacy and high toxicity. Aiming at the design of new antichagasic agents, a variety of biochemical pathways and parasite proteins are currently being investigated as drug targets. The enzyme cruzain, a cysteine protease involved in all stages of development and differentiation of Trypanosoma cruzi, has been selected as molecular target in this dissertation work. Two series of compounds have been evaluated through biochemical assays with the target enzyme. The first series consists of 14 hydrazone and chalcone derivatives, where 8 compounds showed inhibitory activity against cruzain, with values greater than 70%. Of these, the hydrazone 19 showed significant in vitro potency with a value of 220 nM. The second series investigated, comprising 11 compounds previously selected by a virtual screening approach, showed interesting inhibitory profile. Nine compounds showed high potency, and 7 exhibited IC50 values in the nanomolar range from 646 nM (compound 32) to 11.3 nM (compound 24). The promising results achieved in this study demonstrate the importance of the experimental evaluation using standard biochemical assays, which was essential for the characterization and validation of these series of inhibitors. The chemical diversity explored is significant and the most potent compounds will be useful in future steps of our research group involving the processes of lead discovery and optimization. In this context, special attention will be given to compounds 19, 28 and 34 which represent extremely attractive models in medicinal chemistry and drug design.

A doença de Chagas é uma doença tropical negligenciada de alta prioridade nos programas de pesquisa e desenvolvimento da Organização Mundial da Saúde (OMS). Endêmica em 21 países da América Latina, a doença tem recentemente se tornado uma preocupação de saúde em outras regiões do planeta, como a América do Norte, Europa, Oceania e Ásia. Causada pelo parasita Trypanosoma cruzi, a doença de Chagas atinge 8-10 milhões de pessoas, de acordo com estimativas da OMS. Os únicos dois medicamentos disponíveis para o tratamento da doença são ineficazes e causam graves efeitos adversos. Este panorama tem evidenciado a urgência por novos agentes terapêuticos. O objetivo desta dissertação de mestrado é o desenvolvimento de modelos de relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR, na sigla inglesa para quantitative structure-activity relationships) para uma série de derivados piridínicos inspirados em um composto líder com potente ação anti-T. cruzi. Os modelos de QSAR foram gerados com os métodos holograma QSAR (HQSAR, na sigla inglesa para hologram QSAR); análise comparativa dos campos moleculares (CoMFA, na sigla inglesa comparative molecular field analysis); e análise comparativa dos índices de similaridade estrutural (CoMSIA, na sigla inglesa para comparative molecular similarity indices analysis). Os modelos identificaram as principais características estruturais que determinam a potência biológica destes compostos. Além disso, os modelos possuem alta consistência estatística e elevada capacidade de predição para novas moléculas. Os resultados apresentados revelam a utilidade dos modelos de QSAR no planejamento de novos antichagásicos mais potentes dentro da diversidade química explorada. / Chagas disease is a neglected tropical disease of high priority for the World Health Organization (WHO) drug discovery and development programs. Endemic in 21 countries in Latin America, the disease has recently become a public health problem in other regions of the planet, such as North America, Europe, Oceania and Asia. Caused by the parasite Trypanosoma cruzi, Chagas disease affects 8-10 million people worldwide, according to WHO. The only two available drugs are ineffective and cause serious side effects. These drawbacks have demonstrated the urgency for novel therapeutic agents. The main goal of this masters dissertation is the development of quantitative structure-activity relationships models (QSAR) for a series of pyridine derivatives having prominent activity against T. cruzi. The compounds were inspired in the structure of a lead compound with potent anti-T. cruzi action. The QSAR models were created using the methods hologram QSAR (HQSAR); comparative molecular field analysis (CoMFA); and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA). The resulting models have identified key molecular features that determine the biological potency of the compounds. Furthermore, these models possess high statistical consistency and distinct ability to predict the potency of new molecules. The results reported reveal the usefulness of the developed QSAR models in the design of new antichagasic agents within this structural diversity.

A doença de Chagas é uma das doenças tropicais negligenciadas prioritárias para a Organização Mundial da Saúde (OMS). Endêmica na América Latina, é considerada atualmente um problema de saúde mundial, afetando diversos países na América do Norte, Europa, Ásia e Oceania. Estima-se que 8-10 milhões de pessoas estejam infectadas com o protozoário Trypanosoma cruzi. O tratamento disponível é limitado a dois fármacos que apresentam baixa eficácia e sérios efeitos adversos, o que torna evidente a urgência por novas alternativas terapêuticas. Esta dissertação de mestrado tem como objetivo o desenvolvimento de estudos das relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR, na sigla inglesa para quantitative structure-activity relationships) para duas séries de derivados do fenarimol com atividade anti-T. cruzi. Os compostos selecionados possuem considerável potência in vitro contra o parasita, além de atividade in vivo em modelos experimentais da doença, o que caracteriza o seu potencial para estudos em química medicinal. Neste contexto, estratégias de planejamento de fármacos foram utilizadas para a geração de modelos de QSAR preditivos. Foram utilizados os métodos holograma QSAR (HQSAR, na sigla inglesa para hologram QSAR); análise comparativa dos campos moleculares (CoMFA, na sigla inglesa para comparative molecular field analysis); e análise comparativa dos índices de similaridade estrutural (CoMSIA, na sigla inglesa para comparative molecular similarity indices). Os modelos gerados possuem alta capacidade de correlação interna e de predição externa, indicando também um conjunto de características estruturais responsáveis pela atividade anti-T. cruzi. Os resultados apresentados neste trabalho são úteis no planejamento de novos derivados do fenarimol com propriedades antichagásicas. / Chagas\' disease is considered by the World Health Organization (WHO) as one of the top neglected tropical diseases. Endemic in Latin America, it is currently a global public health problem, affecting several countries in North America, Europe, Asia and Oceania. The disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, affects around 8-10 million people worldwide. The available treatment is limited to two drugs that present low efficacy and severe side effects, highlighting the urgent need for new therapeutic options. This masters dissertation focuses on the development of quantitative structure-activity relationships (QSAR) models for two series of fenarimol derivatives with activity against T. cruzi. The selected compounds exhibit substantial in vitro potency against the parasite, as well as in vivo activity in experimental models of the disease, which point out their potential for further studies in medicinal chemistry. In this context, drug design strategies were applied for the generation of predictive QSAR models. The methods employed were hologram QSAR (HQSAR); comparative molecular field analysis (CoMFA); and comparative molecular similarity indices (CoMSIA). The models possess high internal and external consistency, also indicating a set of structural features related to their anti-T. cruzi activity. The results reported herein are useful for the design of new fenarimol derivatives as new antichagasic agents.

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

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-04-03T17:12:16Z No. of bitstreams: 1 PDF - Jamire Muriel da Silva.pdf: 79224513 bytes, checksum: ff26bbe18b441c71eeb70cb1f6f88b39 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2018-04-10T15:03:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Jamire Muriel da Silva.pdf: 79224513 bytes, checksum: ff26bbe18b441c71eeb70cb1f6f88b39 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T15:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Jamire Muriel da Silva.pdf: 79224513 bytes, checksum: ff26bbe18b441c71eeb70cb1f6f88b39 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / A highly efficient drug that does not cause collateral damage in the treatment of varied types of cancer has been the desire of many study groups. Over the years, this has been arousing the academic interest worldwide in the search for healing or less harmful and more effective treatments. In this perspective, this work sought the development of a series of new acrylate derivatives coupled to nitrogenous nuclei with potential antitumor action, in the perspective of obtaining compounds with high potentiality and specificity. Therefore, 11 new acrylate derivatives coupled to acridine, quinolinic, indolic and pyridine nuclei have been planned and developed, 10 of which are inedited in the literature. The compounds were obtained from the condensation of different aromatic aldehydes with different reactive methylene groups through a Knovenagel type reaction in ethanolic and basic medium. Fifteen compounds were obtained, four of them intermediates (JM-01, AC-01, ACN-01 and AC-02) and 11 final compounds that presented yields of 51-86% and melting range ranging from 1 to 4 ºC, which gives a certain guarantee of the purity of the products. The structures of the obtained derivatives were elucidated by infrared-IR techniques, mass spectrometry and by 1H NMR and 13C NMR spectroscopy, showing absorption bands characteristic of the functional groupsproposed in the structures, especially the bands and signals of the common vinyl hydrogen in all compounds ranging from 5.73 to 9.30 ppm, thus proving the success of the proposed synthesis. The mass spectra corroborated with the success of the syntheses, presenting masses with expected values. The derivatives were submitted to a docking study, with scores varying from -58.8549 to -16.1303, with the best results being attributed to ICIP, ACMD, PAIP and CAIC derivatives. Interaction tests with DNA were performed by means of an evaluation of absorbance spectroscopy, observing the interaction of the compounds with the targets. In the analysis of interaction with DNA, four of them (ICIP, CAQA, CAAC and ACIP) showed interaction with DNA shifting the wavelength. Among of all derivatives, the ICIP stood out for the good results, both in the docking study, with value close to the reference drug, and with interaction with DNA, by presenting hyperchromic effect, allowing an interaction on both sides of the molecule, and also for being a inedited compound. This molecule presents itself as promising compound for the continuity of the evaluations as a drug candidate. / Um fármaco altamente eficiente e que não provoque danos colaterais no tratamento dos mais diversos tipos de câncer tem sido o desejo de muitos grupos de estudos. E isso, vem a cada ano despertando o interesse acadêmico mundial em busca da cura ou de tratamentos menos nocivos e mais eficazes. Nessa perspectiva, este trabalho buscou o desenvolvimento de uma série de novos derivados acrilatos acoplados a núcleos nitrogenados com potencial ação antitumoral, na perspectiva de obtenção de compostos com elevada potencialidade e especificidades. Para tanto, planejou-se e desenvolveu-se 11 novos derivados acrilatos acoplados a núcleos acridínicos, quinolínicos, indólicos e piridínicos dos quais 10 são inéditos na literatura. Os compostos foram obtidos a partir da condensação de diferentes aldeídos aromáticos com diferentes grupos metilenos reativos através de uma reação do tipo Knovenagel em meio etanólico e básico. Foram obtidos 15 compostos sendo quatro deles intermediários (JM-01, AC-01, ACN-01 E AC-02) e 11 compostos finais que apresentaram rendimentos de 51 a 86 %, e faixa de fusão variando de 1 a 4 ºC que dão certa garantia de pureza dos produtos. As estruturas dos derivados obtidos foram elucidadas por técnicas infravermelho-IV, espectrometria de massas e por espectroscopia de RMN de 1^H e 13^C apresentando bandas de absorção características dos grupos funcionais propostos nas estruturas, principalmente as bandas e sinais do hidrogênio vinílico comum em todos os compostos variando entre 5,73 e 9,30 ppm comprovando assim o sucesso da síntese proposta. Os espectros de massas vieram mais ainda corroborar com o sucesso das sínteses, apresentando massas com valores esperados. Os derivados foram submetidos a estudo de docking apresentando scores variando de -58,8549 a -16,1303 destacando-se com melhores resultados os derivados ICIP, ACMD, PAIP e CAIC. Os testes de interação com, DNA foram realizados através de avaliação de espectroscopia de absorbância observando a interação dos compostos com os alvos. Nas análises de interação com DNA, verificou-se que quatro delas o ICIP, CAQA, CAAC e ACIP apresentaram interação com DNA deslocando o comprimento de onda. De todos os derivados, o ICIP se destacou pelos bons resultados, tanto no estudo de docking com valor próximo ao fármaco de referência, como com interação com DNA apresentando efeito hipercrômico, possibilitando uma interação pelos dois lados da molécula, e também por ser um composto inédito. Esse composto se apresenta com promissor para a continuidade das avaliações como candidatos a fármacos.