Orientador: Ronaldo Aloise Pilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_IltonBarrosDaltrode_D.pdf: 7677893 bytes, checksum: 67cdce338d4518746ab605e0f0b6e600 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Fostriecina (10) é um fosfato orgânico natural citotóxico isolado de Streptomyces pulveraceu e apresenta potente atividade anticâncer contra células leucêmicas (IC50=0,46 mM) e outras linhagens de células tumorais. As propriedades citotóxicas desse composto são atribuídas à inibição seletiva da proteína fosfatase 2A (IC50=3,2 mM). A fostriecina havia avançado para estudos clínicos, no entanto os estudos foram suspensos devido à instabilidade do composto, que foi atribuída à porção triênica da sua estrutura. Com base nisso, foi decidido estudar análogos de fostriecina (105a e 105b) que apresentem estabilidade química atrelada a potente atividade biológica. A estratégia de síntese proposta para a obtenção dos análogos 105a e 105b foi orientada por algumas idéias centrais que visavam preservar a integridade do anel di-hidropirano, controlar adequadamente a geometria das ligações duplas presentes na estrutura e a estereoquímica absoluta dos centros estereogênicos, sem comprometer a eficiência da rota sintética. As etapas chave na preparação dos análogos de fostriecina foram: a reação de alilação catalítica e assimétrica de Yamamoto para instalação do centro estereogênico em C5; a reação de di-hidroxilação assimétrica de Sharpless para construção do centro estereogênico em C8 e a reação aldólica para construção da ligação C10-C11. Os produtos finais da síntese, bem como os intermediários avançados da síntese, foram submetidos a três ensaios: de atividade antiproliferativa in vitro contra 10 linhagens de células tumorais, de inibição da enzima LMWPTP isolada e de viabilidade celular em linhagens que superexpressam a LMWPTP. Três compostos se mostraram bastante promissores nos ensaios, apresentando inibição superior aos controles positivos e com baixa toxicidade para células sadias. Os resultados obtidos sugerem que os compostos induzem morte celular via perturbação das vias de sinalização da enzima LMWPTP / Abstract: Fostriecin (10) is a natural cytotoxic organic phosphate isolated from Streptomyces pulveraceus which exhibits potent antitumor activity against leukemic cells (IC50=0,46 mM), among others. The cytotoxic properties of this compound are presumably linked to the selective inhibition of the phosphatase protein 2A (IC50=3,2 mM). Although fostriecin has advanced to clinical studies, these were suspended due to its chemical instability, which was assigned to the trienic moiety of the structure. Therefore it was decided to prepare fostriecin analogues (105a and 105b), which should present chemical stability and potent biological activity.The synthetic strategy proposed towards the achievement of analogues 105a and 105b was guided by a main idea that aimed to preserve the integrity of the dihydropyran ring and to properly control the geometry of the double bonds, as well as the absolute stereochemistry of the stereogenic centers, without compromising the efficiency of the synthetic route. The key steps in the preparation of the fostriecin analogues were: a Yamamoto catalytic and asymmetric allylation reaction to install the stereogenic center in C5; a Sharpless asymmetric dihydroxilation reaction to access the stereogenic center in C8; and an aldol reaction to form the bond between C10-C11. The target products, as well as advanced synthetic intermediates were submitted to three biological assays: antiproliferative activity in vitro against 10 cancer cell lines; LMWPTP isolated enzyme inhibition; and cell viability within cell lines that overexpress the LMWPTP. Three of those compounds showed promising results, exhibiting higher inhibition than the positive controls and with low cytotoxicity to healthy cells. These results suggest that these compounds induct apoptosis via disruption of the LMWPTP enzyme signaling pathways / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

De acordo com a Organização Mundial de Saúde (World Health Organization - WHO), aproximadamente 40 milhões de pessoas ao redor do mundo estão infectadas com HIV/AIDS. Atualmente, a epidemia tem sido controlada em grande parte do mundo ocidental, porém, projeções sugerem que, até o fim desta década, o número de incidência da doença poderá duplicar. Apesar das significantes melhoras na morbidade e mortalidade de pacientes infectados pelo HIV, o rápido surgimento de cepas resistentes aos agentes anti-HIV, além dos efeitos adversos e o alto custo de fármacos de última geração, torna-se necessário o continuo desenvolvimento de novas classes de agentes anti-HIV. A transcrição e multiplicação do RNA viral são dependentes das interações seqüência-específica entre duas proteínas reguladoras virais essenciais, Tat e Rev, com seus respectivos sítios no RNA, TAR e RRE. Durante a última década, os aminoglicosídeos foram introduzidos como ligantes universais do RNA, sendo capazes de se ligar ao TAR e ao RRE. A literatura apresenta diversos aminoglicosídeos que são capazes de se ligar ao TAR e inibir a interação Tat-TAR bem como, inibir competitivamente a ligação da proteína Rev ao RRE, como, por exemplo, a neomicina e tobramicina. Considerando a importância dos aminoglicosídeos e análogos nucleosídicos, conhecidamente eficazes na terapia antirretroviral, o trabalho foi direcionado para a síntese de conjugados de aminociclitol, 2- desoxi-estreptramina, e adenosina, bem como, dímeros de adenosina via estratégia de click chemistry por reação de cicloadição azido-alcino catalisada por Cu(I) (CuAAC). Para a síntese destes produtos, o precursor adenosina foi convertido no derivado 5\'-azido-5\'- desoxi-adenosina, o qual foi condensado com diversos diinos terminais comerciais, contendo diferentes grupos espaçantes, com a finalidade de explorar suas influências nas propriedades eletrônicas e estéricas nos conjugados de interesse frente à atividade anti-HIV. Os derivados alcinos presentes na posição C-5\' de adenosina, via grupo triazol, foram empregados para a síntese dos monômeros nucleosídeo-aminociclitóis, assim como, na síntese de dímeros nucleosíde0-aminociclitóis, via reação de cicloadição 1,3-dipolar, na presença de CuSO4, quantidade catalítica, e ascorbato de sódio, para geração in situ de Cu(I). Adicionalmente, alguns dos compostos, na concentração de 1mM, foram testados empregando o ensaio de ELISA para detecção da presença de proteína viral p24 em linhagem células H9 e avaliação de sua atividade antirretroviral. De acordo com o ensaio biológico, um dos compostos preparados apresentou, proporcionalmente ao crescimento da linhagem H9 (HIV) controle, atividade de inibição de formação da proteína viral p24 similar ao composto padrão zidovudina (AZT). Além disso, outros dois compostos também apresentaram um resultado relevante uma vez que suas atividades foram similares ao composto padrão lamivudina (3TC). Estes resultados sugerem que a presença de uma cadeia metilênica mais extensa, como cadeia lateral ou grupo espaçante, pode influenciar positivamente a atividade biológica por efeito hidrofóbico ou estérico. Por fim, os ensaios de viabilidade celular demonstraram que os compostos testados não foram citotóxicos nas condições testadas. / According to World Health Organization - WHO about 40 million of people are infected with HIV/AIDS. Currently, the epidemic has been controlled largely in the western world, since, projections suggest that, until this decade end, the disease incidence could increase. Despite significant improvements in morbidity and mortality of HIV-patients, quick emergence of resistant strains to anti-HIV agents, in addition to adverse effects and high cost of recent drugs, becomes necessary the ongoing development of new classes of HIV agents. Transcription and translation of the viral RNA are dependent of sequence-specific interactions among two essential viral regulatory proteins, Tat and Rev, and their corresponding TAR and RRE sites in HIV-1 RNA. Over the past decade, aminoglycosides were established as universal RNA linkers, being able to link to TAR and RRE. The literature reports several aminoglycosides that bind to TAR and inhibit Tat-TAR interaction, as well as, competitively inhibit the bind between Rev protein and RRE, such as: neomycin and tobramycin. Considering the importance of nucleosides analogs, effective in antiretroviral therapy, and aminoglycosides, the work was driven to the synthesis of aminocyclitol, 2- deoxy-streptamine, conjugated to the adenosine, as well as, conjugated dimers of adenosine by molecular duplication via click chemistry strategy involving copper-catalysed azide-alkyne cycloaddition reaction (CuAAC). For the synthesis of these products, the starting material adenosine was converted to 5\'-azide-5\'-deoxy-adenosine, which was conjugated with several commercials terminal dialkynes containing different intercalating groups in order to explore the influences of the steric and electronic properties of conjugates towards anti-HIV activity. Alkynes derivated at C-5\' position of adenosine, via triazole group, were used in the synthesis of nucleoside-linked aminocyclitols, as well as, nucleoside conjugated dimers by 1,3-dipolar cycloaddition reaction under microwave-assisted conditions (MW), using the catalytic system CuSO4/sodium ascorbate for the in situ generation of Cu(I). Additionally, several compounds, at concentration of 1mM, were tested in vitro by ELISA for detection of p24 protein in H9 cells to antiretroviral evaluation. According with the biologic assay, one of the compounds showed inhibition of p24 protein production similar to zidovudine (AZT), when compared to H9 cells line growth control, Furthermore, two compounds also showed important activities similar to lamivudine (3TC). These results suggest that the presence of a longer methylenic chain, as side chain or intercalating groups, could influence positively in the biologic activity due to hydrophobic or steric effects. Ultimately, the cell viability assays showed that compounds were not cytotoxic in the tested conditions.

De acordo com a Organização Mundial de Saúde (World Health Organization - WHO), aproximadamente 40 milhões de pessoas ao redor do mundo estão infectadas com HIV/AIDS. Atualmente, a epidemia tem sido controlada em grande parte do mundo ocidental, porém, projeções sugerem que, até o fim desta década, o número de incidência da doença poderá duplicar. Apesar das significantes melhoras na morbidade e mortalidade de pacientes infectados pelo HIV, o rápido surgimento de cepas resistentes aos agentes anti-HIV, além dos efeitos adversos e o alto custo de fármacos de última geração, torna-se necessário o continuo desenvolvimento de novas classes de agentes anti-HIV. A transcrição e multiplicação do RNA viral são dependentes das interações seqüência-específica entre duas proteínas reguladoras virais essenciais, Tat e Rev, com seus respectivos sítios no RNA, TAR e RRE. Durante a última década, os aminoglicosídeos foram introduzidos como ligantes universais do RNA, sendo capazes de se ligar ao TAR e ao RRE. A literatura apresenta diversos aminoglicosídeos que são capazes de se ligar ao TAR e inibir a interação Tat-TAR bem como, inibir competitivamente a ligação da proteína Rev ao RRE, como, por exemplo, a neomicina e tobramicina. Considerando a importância dos aminoglicosídeos e análogos nucleosídicos, conhecidamente eficazes na terapia antirretroviral, o trabalho foi direcionado para a síntese de conjugados de aminociclitol, 2- desoxi-estreptramina, e adenosina, bem como, dímeros de adenosina via estratégia de click chemistry por reação de cicloadição azido-alcino catalisada por Cu(I) (CuAAC). Para a síntese destes produtos, o precursor adenosina foi convertido no derivado 5\'-azido-5\'- desoxi-adenosina, o qual foi condensado com diversos diinos terminais comerciais, contendo diferentes grupos espaçantes, com a finalidade de explorar suas influências nas propriedades eletrônicas e estéricas nos conjugados de interesse frente à atividade anti-HIV. Os derivados alcinos presentes na posição C-5\' de adenosina, via grupo triazol, foram empregados para a síntese dos monômeros nucleosídeo-aminociclitóis, assim como, na síntese de dímeros nucleosíde0-aminociclitóis, via reação de cicloadição 1,3-dipolar, na presença de CuSO4, quantidade catalítica, e ascorbato de sódio, para geração in situ de Cu(I). Adicionalmente, alguns dos compostos, na concentração de 1mM, foram testados empregando o ensaio de ELISA para detecção da presença de proteína viral p24 em linhagem células H9 e avaliação de sua atividade antirretroviral. De acordo com o ensaio biológico, um dos compostos preparados apresentou, proporcionalmente ao crescimento da linhagem H9 (HIV) controle, atividade de inibição de formação da proteína viral p24 similar ao composto padrão zidovudina (AZT). Além disso, outros dois compostos também apresentaram um resultado relevante uma vez que suas atividades foram similares ao composto padrão lamivudina (3TC). Estes resultados sugerem que a presença de uma cadeia metilênica mais extensa, como cadeia lateral ou grupo espaçante, pode influenciar positivamente a atividade biológica por efeito hidrofóbico ou estérico. Por fim, os ensaios de viabilidade celular demonstraram que os compostos testados não foram citotóxicos nas condições testadas. / According to World Health Organization - WHO about 40 million of people are infected with HIV/AIDS. Currently, the epidemic has been controlled largely in the western world, since, projections suggest that, until this decade end, the disease incidence could increase. Despite significant improvements in morbidity and mortality of HIV-patients, quick emergence of resistant strains to anti-HIV agents, in addition to adverse effects and high cost of recent drugs, becomes necessary the ongoing development of new classes of HIV agents. Transcription and translation of the viral RNA are dependent of sequence-specific interactions among two essential viral regulatory proteins, Tat and Rev, and their corresponding TAR and RRE sites in HIV-1 RNA. Over the past decade, aminoglycosides were established as universal RNA linkers, being able to link to TAR and RRE. The literature reports several aminoglycosides that bind to TAR and inhibit Tat-TAR interaction, as well as, competitively inhibit the bind between Rev protein and RRE, such as: neomycin and tobramycin. Considering the importance of nucleosides analogs, effective in antiretroviral therapy, and aminoglycosides, the work was driven to the synthesis of aminocyclitol, 2- deoxy-streptamine, conjugated to the adenosine, as well as, conjugated dimers of adenosine by molecular duplication via click chemistry strategy involving copper-catalysed azide-alkyne cycloaddition reaction (CuAAC). For the synthesis of these products, the starting material adenosine was converted to 5\'-azide-5\'-deoxy-adenosine, which was conjugated with several commercials terminal dialkynes containing different intercalating groups in order to explore the influences of the steric and electronic properties of conjugates towards anti-HIV activity. Alkynes derivated at C-5\' position of adenosine, via triazole group, were used in the synthesis of nucleoside-linked aminocyclitols, as well as, nucleoside conjugated dimers by 1,3-dipolar cycloaddition reaction under microwave-assisted conditions (MW), using the catalytic system CuSO4/sodium ascorbate for the in situ generation of Cu(I). Additionally, several compounds, at concentration of 1mM, were tested in vitro by ELISA for detection of p24 protein in H9 cells to antiretroviral evaluation. According with the biologic assay, one of the compounds showed inhibition of p24 protein production similar to zidovudine (AZT), when compared to H9 cells line growth control, Furthermore, two compounds also showed important activities similar to lamivudine (3TC). These results suggest that the presence of a longer methylenic chain, as side chain or intercalating groups, could influence positively in the biologic activity due to hydrophobic or steric effects. Ultimately, the cell viability assays showed that compounds were not cytotoxic in the tested conditions.