A tuberculose (TB) é considerada uma das principais doenças infecciosas e apresenta fatores críticos como a relação com o HIV/AIDS, tratamento longo e a resistência a múltiplos fármacos. A enzima di-hidrofolato redutase das micobactérias (mtDHFR) é um alvo pouco explorado e apresenta grande potencial para o desenvolvimento de novos fármacos contra TB. Estudos preliminares obtiveram fragmentos com baixa afinidade à mtDHFR, entretanto com potencial para otimização. Com isso, o fragmento foi usado como protótipo para a proposição de 22 análogos. Os compostos foram planejados utilizando informações sobre ligantes e a estrutura tridimensional de mtDHFR, além do biososterismo como estratégia norteadora. Os ensaios de docking molecular com a mtDHFR revelaram que os análogos propostos tiveram escores interessantes e, além disso, a inserção de substituintes demonstrou favorecer a ligação à enzima, o que corroborou o planejamento. Com isso, sintetizou-se 22 análogos planejados e o protótipo MB872, por meio de protocolos de alquilação, hidrólise e cicloadição 1,3 dipolar para os compostos com anéis triazol e tetrazol. Os compostos foram obtidos com rendimentos de bom a ótimo (60 ~ 90%) e suas estruturas foram elucidadas por RMN 1H e 13C. Os resultados do ensaio de inibição enzimática corroboraram com os dados de docking, uma vez que a presença do grupo carboxílico revelou ser importante para a atividade. Além disso, alguns dos compostos revelaram atividades interessantes, entre 8 a 40 µM, sendo que o mais ativo apresentou IC50 de 7 µM. Ensaios de cinética enzimática com o análogo mais ativo indicou uma inibição não competitiva com o substrato natural da enzima, uma vez que os valores de Km se mantiveram constantes, enquanto Vmax decaiu (0,22 µM e 0,43 - 0,34 ΔFU/min, respectivamente). Os análogos sintetizados foram mandados para ensaio in vitro para avaliar a atividade frente a micobactéria. / Tuberculosis (TB) is an important infectious disease and presents critical factors such as the relationship with HIV / AIDS, long treatment and resistance to multiple drugs. The enzyme dihydrofolate reductase from mycobacteria (mtDHFR) is a poorly explored and presents great potential to be a target for new drugs against TB. Preliminary studies have obtained fragments with low affinity to mtDHFR, but with potential to become lead compounds. Therefore, the fragment was used as a prototype for 22 analogues proposed in this work. The compounds were designed using bioisosterism, information about ligands and the three-dimensional structure of mtDHFR. Molecular docking assays with mtDHFR revealed satisfactory scores for anlogues. Furthermore, the insertion of substituents seemed to increase the affinity with the enzyme. Thereby, twenty two analogues and prototype were synthesized using alkylation, hydrolysiss and 1,3-dipolar cycloaddition methods. The compounds were obtained in good yields (60 ~ 90%) and their structures were elucidated with 1H and 13C NMR spectroscopy. The enzymatic affinity assay corroborates docking results, because the presence of carboxyl group showed to be important for the activity. Furthermore, some of the compounds revealead interesting activities, ranging 8 to 40 µM. The most active showed IC50 of 7 µM and enzyme kinetics assays indicated noncompetitive inhibition with natural enzyme substrate. The synthesized analogs were sent for in vitro assay to assess mycobacteria activity.

A tuberculose (TB) é considerada uma das principais doenças infecciosas e apresenta fatores críticos como a relação com o HIV/AIDS, tratamento longo e a resistência a múltiplos fármacos. A enzima di-hidrofolato redutase das micobactérias (mtDHFR) é um alvo pouco explorado e apresenta grande potencial para o desenvolvimento de novos fármacos contra TB. Estudos preliminares obtiveram fragmentos com baixa afinidade à mtDHFR, entretanto com potencial para otimização. Com isso, o fragmento foi usado como protótipo para a proposição de 22 análogos. Os compostos foram planejados utilizando informações sobre ligantes e a estrutura tridimensional de mtDHFR, além do biososterismo como estratégia norteadora. Os ensaios de docking molecular com a mtDHFR revelaram que os análogos propostos tiveram escores interessantes e, além disso, a inserção de substituintes demonstrou favorecer a ligação à enzima, o que corroborou o planejamento. Com isso, sintetizou-se 22 análogos planejados e o protótipo MB872, por meio de protocolos de alquilação, hidrólise e cicloadição 1,3 dipolar para os compostos com anéis triazol e tetrazol. Os compostos foram obtidos com rendimentos de bom a ótimo (60 ~ 90%) e suas estruturas foram elucidadas por RMN 1H e 13C. Os resultados do ensaio de inibição enzimática corroboraram com os dados de docking, uma vez que a presença do grupo carboxílico revelou ser importante para a atividade. Além disso, alguns dos compostos revelaram atividades interessantes, entre 8 a 40 µM, sendo que o mais ativo apresentou IC50 de 7 µM. Ensaios de cinética enzimática com o análogo mais ativo indicou uma inibição não competitiva com o substrato natural da enzima, uma vez que os valores de Km se mantiveram constantes, enquanto Vmax decaiu (0,22 µM e 0,43 - 0,34 ΔFU/min, respectivamente). Os análogos sintetizados foram mandados para ensaio in vitro para avaliar a atividade frente a micobactéria. / Tuberculosis (TB) is an important infectious disease and presents critical factors such as the relationship with HIV / AIDS, long treatment and resistance to multiple drugs. The enzyme dihydrofolate reductase from mycobacteria (mtDHFR) is a poorly explored and presents great potential to be a target for new drugs against TB. Preliminary studies have obtained fragments with low affinity to mtDHFR, but with potential to become lead compounds. Therefore, the fragment was used as a prototype for 22 analogues proposed in this work. The compounds were designed using bioisosterism, information about ligands and the three-dimensional structure of mtDHFR. Molecular docking assays with mtDHFR revealed satisfactory scores for anlogues. Furthermore, the insertion of substituents seemed to increase the affinity with the enzyme. Thereby, twenty two analogues and prototype were synthesized using alkylation, hydrolysiss and 1,3-dipolar cycloaddition methods. The compounds were obtained in good yields (60 ~ 90%) and their structures were elucidated with 1H and 13C NMR spectroscopy. The enzymatic affinity assay corroborates docking results, because the presence of carboxyl group showed to be important for the activity. Furthermore, some of the compounds revealead interesting activities, ranging 8 to 40 µM. The most active showed IC50 of 7 µM and enzyme kinetics assays indicated noncompetitive inhibition with natural enzyme substrate. The synthesized analogs were sent for in vitro assay to assess mycobacteria activity.

A Doença de Chagas é uma protozoose causada pelo parasita hemoflagelado Trypanosoma cruzi. Classificada pela Organização Mundial de Saúde como extremante negligenciada, essa doença é endêmica em 21 países da América Latina, entretanto podem ser encontrados, ainda, casos nos EUA, Canadá, Europa e Japão devido a movimentos migratórios. Segundo estimativa da Organização Mundial da Saúde, no ano de 2012 havia de 8 a 10 milhões de pessoas infectadas mundialmente e cerca de 25 milhões de pessoas sob risco de contrair a doença de Chagas, ainda sim, havia a ocorrência de 56 mil novos casos da doença e cerca de 12 mil mortes por ano, recorrente de complicações da doença. Diante destes números, essa parasitose se apresenta com um sério problema de saúde pública mundial. A terapêutica antichagásica disponível apresenta apenas dois fármacos o Nifurtimox e o Benznidazol, que atuam somente na fase aguda da doença e provocam sérios efeitos adversos, sendo necessária a busca por novos fármacos eficazes contra o parasita. Os métodos modernos de planejamento de fármacos antiparasitários envolvem a seleção de vias metabólicas específicas a serem bloqueadas, nesse contexto se encontram diferentes proteases, enzimas envolvidas em processos essenciais para a sobrevivência do parasita, entre elas a cruzaína, principal cisteíno-protease do T. cruzi, a qual é responsável pela sobrevivência, replicação celular e invasão do parasita à célula hospedeira, se apresentando como um excelente alvo bioquímico na pesquisa de novos agentes antichagásicos. Partindo do estudo do nitrofural (5-nitro-2-furfurilidenossemicarbazona), antibacteriano também conhecido por sua ação inibitória da cruzaína, adotamos-o como protótipo na pesquisa de fármaco contra a doença. No presente trabalho, utilizou-se o bioisosterismo como estratégia de modificação molecular no planejamento de compostos antichagásicos, inibidores da cruzaína. Foram sintetizados 27 derivados sulfonil-hidrazônicos, para os quais foi determinada a pureza por CLAE e caracterizados por faixa de fusão, espectroscopia no UV e RMN 1H e RMN 13C. Os compostos sintetizados foram avaliados frente às formas celulares epimastigota do T. cruzi, apresentando atividade inibitória de crescimento celular entre 20 e 100% a 100 µM. Nos ensaios frente a cruzaína, os derivados nitrados se mostraram ativos com IC50 em torno de 100 µM. Visto os resultados, podemos sugerir que o grupo nitro presente em alguns compostos pode ser o responsável pela atividade tripanomicida. Face a indicação de toxicidade do grupo nitro, os derivados não nitrados, Ie, IIf e IIIe, podem ser considerados promissores, visto sua atividade intermediária como tripanomicida, entre 45 e 60% à 100 µM, sendo que o composto IIf também apresentou atividade inibidora da cruzaína, 23,4% à 100 µM, podendo assim serem utilizados como ponto de partida na busca de eficazes agentes antichagásicos. / Chagas disease, a protozoonosis caused by the hemoflagellate parasite Trypanosoma cruzi, is classified as an extremely neglected disease by World Health Organization. It is an endemic disease in 21 countries on Latin America and cases in the USA, Canada, Europe and Japan were also reported as a consequence of migratory activity. In the last five years, it is estimated that around 8 to 10 million people worldwide were affect by this disease, with nearly 12,000 deaths due to disease complications and approximately 25 million people being at risk of contracting it. Chagas disease is therefore a worldwide public health problem. There are only two available antichagasic therapeutic drugs, nifurtimox and benznidazol, which act only in the acute phase of the disease and cause serious adverse effects, making it necessary to search novel, more effective drugs against this parasite. The newer methods of antiparasitic drug design involve the selection of specific metabolic pathways to be blocked. Many proteases, enzymes involved in essential processes to the survival of the parasite, such as cruzain, are thought of as potential therapeutic targets. Cruzain, the major cysteine protease of T. cruzi, is responsible for cellular replication, survival and invasion of the host cell, being an excellent biochemical target for the drug discovery of new antichagasic agents. Starting from the knowledge of nitrofural (5-nitro-2-furaldehyde semicarbazone) as an antibacterial agent and as a known cruzain inhibitor, we used it as a template for the search of new drugs against Chagas disease. In the present work, bioisosteric modifications were used as a strategy to design new compounds as potential cruzain inhibitors. 27 sulfonilhydrazones derivatives were synthesized, had their purity assessed by HPLC and were characterized through their melting point, UV spectroscopy and NMR 1H and 13C. The synthesized compounds were evaluated against epimastigote strains of T. cruzi, showing inhibitory activity on cellular growth between 20 and 100% at 100 µM. In the cruzain enzymatic assays, the nitro derivatives showed activity around 50% of inhibition at 100 µM, and IC50 around 100 µM. By the results, we can suggest that the presence of the nitro group in some compounds should be responsible for triponocidal activity. Given the known toxicity of nitro compounds, the derivatives without the nitro goup, Ie, IIf and IIIe, may be considered promising given their intermediate inhibitory activity on cruzain, among 45% and 60% at 100 µM. The coumpound IIf also showed 23,4% inhibitory activity at 100 µM. Therefore, these compounds could be employed as starting points on the search of new effective antichagasic agents.

A capsaicina é um componente pungente das pimentas do gênero capsicum que possui atividade antitumoral. Na busca por compostos antineoplásicos mais eficazes e seletivos em relação aos disponíveis atualmente, foi desenvolvido um análogo sulfonamídico sintético da capsaicina, o RPF101, que apresentou atividade citotóxica superior em linhagens de adenocarcinoma de mama. Face ao exposto, o objetivo deste trabalho foi otimizar a atividade do RPF101 a partir da síntese de análogos sulfonil-hidrazônicos planejados por bioisosterismo. Treze análogos foram sintetizados em três etapas, baseando-se na reação entre cloreto de sulfonila e hidrato de hidrazina para obtenção do intermediário sulfonil-hidrazida; oxidação do álcool piperonílico para obtenção do piperonal; e reação de adição nucleofílica entre sulfonil-hidrazida e piperonal ou vanilina, que apresentaram rendimentos entre 23 e 85%. Os compostos foram caracterizados por metodologias de RMN 1H/13C, faixa de fusão e análise elementar e avaliados quanto sua capacidade citotóxica em células de adenocarcinoma de mama (MDA-MB-231 e MCF-7) pelo método do MTT. Dois análogos mostraram-se ativos nas duas linhagens, dos quais o mais promissor, RPF906 (IC50 em MDA-MB-231 = 104,6 µM) foi submetido a estudos de elucidação mecanística, onde observou-se indução de apoptose, causando interrupção do ciclo celular na fase G0/G1. Os resultados obtidos mostraram que o grupo benzodioxol favorece a atividade biológica quando comparado ao grupo metilcatecol. Estudos de modelagem molecular sugerem que uma maior hidrofilicidade esteja relacionada com uma atividade superior. Embora menos ativas que seu protótipo, as sulfonil-hidrazonas apresentaram efeito biológico e mostram-se promissoras no desenvolvimento de compostos com potencial antitumoral. Novas modificações moleculares devem ser planejadas com o intuito de otimizar a atividade e seletividade destes compostos. / Capsaicin is a primary pungent compound in red peppers, which has antitumor activity. In view of demand for more selective and less toxic anticancer agents, our group reported a synthetic sulfonamide capsaicin-like analogue, RPF101, which presents higher cytotoxicity in adenocarcinoma cell line than its prototype. Thus, the aim of this work is to optimize RPF101 activity by the synthesis of sulfonylhydrazone analogues, using the bioisosterism as molecular modification strategy. Thirteen analogues were synthesized in three reaction steps: oxidation of piperonyl alcohol to the piperonyl aldehyde; nucleophilic substitution reaction between sulfonyl chloride and hydrazine hydrate to obtain the intermediate sulfonylhydrazide; nucleophilic addition reaction between sulfonylhydrazide and piperonal of vanilin to obtain sulfonylhydrazones, which showed yields between 23 and 85%. All compounds were characterized by NMR 1H/13C, melting point and elemental analisys and evaluated for their cytotoxic activity in breast tumor cell lines (MDA-MB-231 and MCF-7). Two analogues showed cytotoxic effect although RPF906 (IC50 in MDA-MB-231= 104.6 µM) had been the most promising and was further evaluated about its mechanistic properties. This compound induced apoptosis and cell cycle arrest at the G0/G1 phase. Results showed that the introduction of benzodioxol group increases cytotoxicity. Molecular modeling studies suggests that superior hydrophilicity is related to superior activity. Sulfonyl-hydrazone analogues were less cytotoxic than their prototype, but they are still promising compounds. Molecular modifications strategies should be done to optimize the activity and selectivity of these compounds.

A tripanossomíase sul-americana, também conhecida como Doença de Chagas é uma enfermidade endêmica da América Latina.A doença é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, cuja transmissão em seres humanos e outros mamíferos ocorrem, principalmente, através das fezes do inseto \"barbeiro\" (triatoma infestans) infectado.Desde a descoberta já foram realizadas inúmeras tentativas de tratamento sem obter quimioterapia eficaz. Hoje o tratamento é realizado pelo uso do fármaco nitroheterocíclico benznidazol. Porém esse composto só é utilizado na fase aguda da doença e tem sua eficácia variada de acordo com a área geográfica, provavelmente como consequência de variação de cepas do parasita e apresenta graves efeitos colaterais. Uma ferramenta interessante em Química Medicinal é o uso do bioisosterismo para a síntese de moléculas análogas, que por possuírem propriedades biológicas relacionáveis geralmente atuam no mesmo alvo farmacológico como agonistas ou antagonistas. Por outro lado, as reações relacionadas às condensações de cicloadição 1,3 dipolar catalisadas por Cu(I), envolvendo estratégias de \"click chemistry\" tem como pontos positivos o fato de geralmente não formarem subprodutos, serem de fácil execução e apresentarem rendimentos elevados. Partindo de dois compostos comerciais (benzilamina e cloreto de cloro acetila) efetuou-se a síntese de uma biblioteca de vinte e três compostos análogos ao benznidazol através de uma rota sintética curta e de fácil execução. Foram realizados ensaios de atividade tripanocida envolvendo a cepa Tulahuen de T.cruzi, bem como ensaios de citotoxicidade. / The South American trypanosomiasis, also known as Chagas\' disease is an endemic disease in Latin America. The disease is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, whose transmission in humans and other mammals occur primarily through the faeces of the insect \"barbeiro\" (triatoma infestans) infection. Since the discovery already been carried out many attempts to obtain effective chemotherapy treatment. Today\'s treatment is accomplished through the use of the drug nitro-heterocyclic benznidazole. However this compound is only used in the acute phase of the disease and its effectiveness is varied in accordance with the geographical area, probably as a consequence of the variation of strains of the parasite and presents serious side effects. An interesting tool in medicinal chemistry is the use of bioisosterism for the synthesis of analogous molecules, which possess biological properties relatable generally act on the same target as pharmacological agonists or antagonists. Moreover, the reactions related to condensations of 1.3 dipolar cycloaddition catalyzed by Cu(I), involving strategies \"click chemistry\" has the strengths of the fact usually do not form byproducts, being easy to perform and present high yields. Starting from two commercial compounds benzylamine and chloro acetyl chloride) we performed the synthesis of a library of twenty-three analog compounds to benznidazole via a synthetic route short and easy to perform. Tests of trypanocidal activity involving Tulahuen strain of T. cruzi, and cytotoxicity assays.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2922562 bytes, checksum: 9db6c2993f51e11e2568c6fc42b4d668 (MD5) Previous issue date: 2009-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work was designed using the concept of classical bioisosterism where isoelectronic OH groups were replaced by the CH3 group, aimed at finding a relationship between the lipossolubility of the adducts Morita-Baylis-Hillman (AMBH) and its biological activity. Was developed in this work, synthetic methodologies for the preparation of 16 AMBH unprecedented (47-62), getting good and high yields. Initially was synthesized AMBH 8 using the 2-hydroxyethyl Acrylate 45 as Michael acceptor, giving the adducts 47 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy( 2-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 71%), 48 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy( 3-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 50%), 49 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(4- nitrophenyl)methyl)] acrylate, 62%), 50 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-2- yl)methyl)] acrylate, 94%), 51 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-3-yl) methyl)] acrylate, 83%), 52 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-4-yl)methyl)] acrylate, 80%), 53 (2-hydroxyethyl [2-((4-bromophenyl)(hydroxy)methyl)] acrylate, 67%), 54 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(naphthalen-2-yl)methyl)] acrylate, 71%). The second step of the synthesis was the preparation of Propyl Acrylate (46), from acrylic acid and propanol (yield 98%), which was later used as Michael acceptors in the synthesis of AMBH 55 (Propyl [2-(hydroxy(2-nitrophenyl) methyl)] acrylate, 68%), 56 (Propyl [2-(hydroxy(3-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 73%), 57 (Propyl [2-(hydroxy(4-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 97%), 58 (Propyl [2-(hydroxy(pyridin-2-yl)methyl)]acrylate, 70%), 59 (Propyl [2- (hydroxy(pyridin-3-yl)methyl)acrylate], 80%), 60 (Propyl [2-(hydroxy(pyridin-4- yl)methyl)] acrylate, 66%), 61 (Propyl [2-((4-bromophenyl)(hydroxy)methyl)] acrylate, 64%), 62 (Propyl [2-(hydroxy(naphthalen-2-yl)methyl)] acrylate, 60%). All of these adducts were bioavailiated in vitro against the parasite Leishmania amazonensis, their cytotoxicity in macrophages were studied and their therapeutic indices calculated. Unlike expected, the bioisosteric modification not presented a direct relationship between the lipossolubility (Log P) of these compounds and their biological activity. All adducts showed strong activity antipromastigote, being the compounds 47, 55, 49, 57, 53, 54 and 62 the most actives in L. amazonensis, all with IC50 less than 60μM. Among them the AMBH 47 was the most active and that presented the higher therapeutic index, which is the prototype substance of this work. / Este trabalho foi idealizado utilizando o conceito de bioisosterismo clássico, onde grupos isoeletrônicos OH foram substituídos pelo grupo CH3, visando encontrar uma relação entre a lipossolubilidade dos Adutos de Morita-Baylis- Hillman (AMBH) e sua atividade biológica. Foram desenvolvidos neste trabalho, metodologias sintéticas para a preparação de 16 AMBH inéditos (47-62), em bons a altos rendimentos. Inicialmente foi sintetizado 8 AMBH utilizando o Acrilato de 2-hidroxietila (45) como aceptor de Michael, obtendo os adutos 47(Acrilato de [2-(hidroxi(2-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 71%), 48 (Acrilato de [2-(hidroxi(3-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 50%), 49 (Acrilato de [2-(hidroxi(4-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 62%), 50 (Acrilato de [2-(hidroxi( piridin-2-il)metil)] de 2-hidroxietila, 94%), 51(Acrilato de [2-(hidroxi(piridin- 3-il)metil)] de 2-hidroxietila, 83%), 52 (Acrilato de [2-(hidroxi(piridin-4-il)metil)] de 2-hidroxietila, 80%), 53 (Acrilato de [2-((4-bromofenil)(hidroxi)metil)] de 2- hidroxietila, 67%), 54 (Acrilato de [2-(hidroxi(naftalen-2-il)metil) de 2-hidroxietila, 71%). A segunda etapa de síntese foi a preparação do Acrilato de propila (46), a partir do ácido acrílico e do propanol (rendimento de 98%), que posteriormente foi utilizado como aceptor de Micheal na síntese dos AMBH 55(Acrilato de [2-(hidroxi-(2-nitrofenil)metil)] de propila, 68%), 56 (Acrilato de [2-(hidroxi-(3-nitrofenil)metil)] de propila 73%), 57 (Acrilato de [2-(hidroxi-(4- nitrofenil)metil)] de propila, 97%), 58 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-2- il)metil)] de propila, 70%), 59 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-3-il)metil)] de propila, 80%), 60 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-4-il)metil)] de propila, 66%), 61(Acrilato de [2-((4-bromofenil)(hidroxi)metil)] de propila, 64%), 62 (Acrilato de [2-(hidroxi(nafthalen-2-il)metil)] de propila, 60%). Todos estes adutos foram bioavaliados in vitro contra o parasita Leishmania amazonensis, suas citotoxicidades em macrófagos foram estudadas e seus índices terapêuticos calculados. Diferentemente do esperado, a modificação bioisostérica não apresentou uma relação direta entre a lipossolubilidade (Log P) destes compostos e a sua atividade biológica. Todos os adutos apresentaram forte atividade antipromastigota, sendo os compostos 47, 55, 49, 57, 53, 54 e 62 os mais ativos em L. amazonensis, todos com IC50 menores que 60QM. Entre eles o AMBH 47 foi o mais ativo e o que apresentou o maior índice terapêutico, sendo este a substância protótipo deste trabalho.

A tripanossomíase sul-americana, também conhecida como Doença de Chagas é uma enfermidade endêmica da América Latina.A doença é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, cuja transmissão em seres humanos e outros mamíferos ocorrem, principalmente, através das fezes do inseto \"barbeiro\" (triatoma infestans) infectado.Desde a descoberta já foram realizadas inúmeras tentativas de tratamento sem obter quimioterapia eficaz. Hoje o tratamento é realizado pelo uso do fármaco nitroheterocíclico benznidazol. Porém esse composto só é utilizado na fase aguda da doença e tem sua eficácia variada de acordo com a área geográfica, provavelmente como consequência de variação de cepas do parasita e apresenta graves efeitos colaterais. Uma ferramenta interessante em Química Medicinal é o uso do bioisosterismo para a síntese de moléculas análogas, que por possuírem propriedades biológicas relacionáveis geralmente atuam no mesmo alvo farmacológico como agonistas ou antagonistas. Por outro lado, as reações relacionadas às condensações de cicloadição 1,3 dipolar catalisadas por Cu(I), envolvendo estratégias de \"click chemistry\" tem como pontos positivos o fato de geralmente não formarem subprodutos, serem de fácil execução e apresentarem rendimentos elevados. Partindo de dois compostos comerciais (benzilamina e cloreto de cloro acetila) efetuou-se a síntese de uma biblioteca de vinte e três compostos análogos ao benznidazol através de uma rota sintética curta e de fácil execução. Foram realizados ensaios de atividade tripanocida envolvendo a cepa Tulahuen de T.cruzi, bem como ensaios de citotoxicidade. / The South American trypanosomiasis, also known as Chagas\' disease is an endemic disease in Latin America. The disease is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, whose transmission in humans and other mammals occur primarily through the faeces of the insect \"barbeiro\" (triatoma infestans) infection. Since the discovery already been carried out many attempts to obtain effective chemotherapy treatment. Today\'s treatment is accomplished through the use of the drug nitro-heterocyclic benznidazole. However this compound is only used in the acute phase of the disease and its effectiveness is varied in accordance with the geographical area, probably as a consequence of the variation of strains of the parasite and presents serious side effects. An interesting tool in medicinal chemistry is the use of bioisosterism for the synthesis of analogous molecules, which possess biological properties relatable generally act on the same target as pharmacological agonists or antagonists. Moreover, the reactions related to condensations of 1.3 dipolar cycloaddition catalyzed by Cu(I), involving strategies \"click chemistry\" has the strengths of the fact usually do not form byproducts, being easy to perform and present high yields. Starting from two commercial compounds benzylamine and chloro acetyl chloride) we performed the synthesis of a library of twenty-three analog compounds to benznidazole via a synthetic route short and easy to perform. Tests of trypanocidal activity involving Tulahuen strain of T. cruzi, and cytotoxicity assays.

A doença de Chagas, parasitose causada pelo Trypanosoma cruzi, é doença prevalente na América Latina. Estima-se que cerca de 10 milhões de pessoas estão sob o risco de infecção e, em 2008, registraram-se mais de 10 mil óbitos devido à doença. Os únicos dois fármacos disponíveis na terapêutica, nifurtimox e benznidazol, são mais eficazes no tratamento da doença no início da fase aguda. Entretanto, a fase crônica da doença não possui tratamento. O nitrofural (NF), fármaco antimicrobiano, destaca-se por possuir atividade contra o T. cruzi, porém, apresenta toxicidade. Seu derivado hidroximetilado, o hidroximetilnitrofural (NFOH), por sua vez, mostrou maior atividade antichagásica e menor toxicidade. Ante a necessidade de novos fármacos antichagásicos, a existência de alvos terapêuticos promissores como a 14α-esterol desmetilase (CYP51) e a cruzaína e mediante utilização do bioisosterismo como ferramenta de modificação molecular, realizou-se a triagem virtual de 144 ligantes análogos do NFOH pelo método de docking com o programa GOLD para a CYP51 de T. cruzi. Adicionalmente, realizou-se estudo qualitativo dos campos de interação moleculares (MIFs) com o programa GRID para a enzima humana e do parasita, homólogas entre si, estudo que revelou 9 resíduos de aminoácidos no sítio ativo da enzima parasitária que podem ser explorados no planejamento de inibidores seletivos. Neste trabalho, obtiveram-se 5 compostos inéditos, caracterizados por determinação da faixa de fusão, análise elementar, técnicas de espectroscopia no infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H,13C, HSQC, HMBC, HETCOR e NOESY, e a atribuição dos sinais foi realizada com o auxílio de técnicas de modelagem molecular. Testaram-se 4 compostos contra a forma amastigota de T. cruzi em células da linhagem U2OS. Todos os compostos apresentaram atividade da ordem de micromolar e índices de seletividade satisfatórios. O composto LAPEN-2901 teve sua estrutura elucidada por cristalografia de raios X, apresentou toxicidade duas vezes menor que o NFOH e potência semelhante à do composto de referência benznidazol, porém menor eficácia. Os resultados obtidos ressaltam a importância de grupos nitro, 1,2,4-triazólicos e tiossemicarbazônicos para o planejamento de derivados eficazes no tratamento da fase crônica da doença de Chagas. / Chagas disease, parasitosis caused by Trypanosoma cruzi, is a disease that predominates in Latin America. It is estimated that 10 million people are under the risk of infection and, in 2008, more than 10 thousand deaths were registered. The only two drugs available in the therapeutics, nifurtimox and benznidazole, showed to be more effective in the acute phase of the disease. However, there is no choice for the chronic phase. Nitrofurazone (NF), an antimicrobial drug, has activity against T. cruzi, although being toxic. Its hydroxymethyl derivative, the hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), showed to be more active and less toxic than the prototype. Considering the need for new antichagasic drugs, the existence of promising new therapeutic targets, as 14α-esterol demethylase and cruzain, and by employing the bioisosterism approach, a virtual screening using T. cruzi CYP51 was performed for 144 NFOH analogues. Additionaly, a qualitative molecular interaction field study was performed, revealing 9 aminoacids in the parasitic enzyme relevant for selectivity. Five novel compounds were synthesized, characterized by melting range, elemental analysis, IR spectroscopy, 1H and 13C NMR as well as HSQC, HMBC, HETCOR and NOESY experiments, in which the signal assigning were aided using molecular modeling techniques Four compounds were tested against T. cruzi amastigotes in infected U2OS cells. All compounds were sufficiently selective towards T. cruzi and showed trypanomicidal activity in low micromolar range. The compound LAPEN-2901 had its structure determined using X-ray crystallography and showed lower toxicity than NFOH and potency similar to benznidazole, but lower efficacy. These results highlight the importance of the 1,2,4-triazolic, thiosemicarbazonic and nitro group moieties for designing new efficient compounds for the chronic phase of Chagas disease.

O presente trabalho trata da semissíntese de análogos de importantes compostos líderes (afidicolina, lausona, lapachol e CAPE) utilizando técnicas de química medicinal como bioisosterismo, adição de grupamento funcional e simplificação molecular. Dessa forma foi possível obter uma biblioteca de análogos racionais, visando a manipulação de parâmetros físico-químicos e estruturais, para fins de bioprospecção. Foram desenvolvidos derivados de afidicolina mais lipofílicos, por meio da acilação das hidroxilas presentes na estrutura química deste terpeno. Tentativas de formação de bioisósteros, sais e de ésteres fosfato das hidroxinaftoquinonas naturais - lapachol e lausona, foram realizadas visando avaliar a influência do pKa sobre a atividade deste tipo de moléculas, bem como aumentar hidrossolubilidade. Neste caso, foram observadas reações paralelas, como um rearranjo molecular para a formação de aminonaftoquinonas, no estudo da cicloadição de azida de sódio com grupos cianos. Ademais, foi estudado o efeito da simplificação molecular de CAPE (fenetil éster do ácido cafeico), visando entender os requisitos estruturais de atividade antitumoral desta classe de compostos. Neste trabalho, foram obtidas 14 moléculas e testadas para diferentes atividades biológicas. Derivados naftoquinoidais se mostraram ativos frente à inibição de DHODH em ensaio sobre a enzima e também em ensaio celular. Adicionalmente, análogos simplificados do CAPE apresentaram alta atividade antitumoral, com segurança, em comparação ao controle 5-fluorouracila. / The present study aimed the semi-synthesis of analogues from important lead compounds (aphidicolin, lausone, lapachol and CAPE) by using medicinal chemistry strategies, such as bioisosterism, addition of functional groups and molecular simplification. Thus, we obtained a library of rational analogues, aiming the manipulation of physicochemical and structural parameters with bioprospecting purposes. We developed more lipophilic aphidicolin derivatives by acylation of the hydroxyl groups present in the structure of this terpene. Attempts towards the development of phosphate salts bioisosters from the hydroxinaftoquinones lapachol and lausone in order to evaluate the influence the pKa in the biological activity of these class compounds as well as to increase the water solubility. In this last case, we observed parallel reactions, as a molecular rearrangement for the formation of the aminonaftoquinones during the study of cycloaddition with cyanides and azides. In addition, we studied the effects of molecular simplification of CAPE (caffeic acid phenethyl ester), to better understand the structural requirements for antitumoral activity of this class of compounds. In the present work we obtained 14 molecules which were also tested for different biological activities. Naftoquinoidais derivatives showed inhibition activity on enzymatic essay on DHODH and on cellular essay. Moreover, simplified molecules from CAPE showed high antitumoral activity and safety in comparison to the control 5- fluorouracil.

A doença de Chagas, parasitose causada pelo Trypanosoma cruzi, é doença prevalente na América Latina. Estima-se que cerca de 10 milhões de pessoas estão sob o risco de infecção e, em 2008, registraram-se mais de 10 mil óbitos devido à doença. Os únicos dois fármacos disponíveis na terapêutica, nifurtimox e benznidazol, são mais eficazes no tratamento da doença no início da fase aguda. Entretanto, a fase crônica da doença não possui tratamento. O nitrofural (NF), fármaco antimicrobiano, destaca-se por possuir atividade contra o T. cruzi, porém, apresenta toxicidade. Seu derivado hidroximetilado, o hidroximetilnitrofural (NFOH), por sua vez, mostrou maior atividade antichagásica e menor toxicidade. Ante a necessidade de novos fármacos antichagásicos, a existência de alvos terapêuticos promissores como a 14α-esterol desmetilase (CYP51) e a cruzaína e mediante utilização do bioisosterismo como ferramenta de modificação molecular, realizou-se a triagem virtual de 144 ligantes análogos do NFOH pelo método de docking com o programa GOLD para a CYP51 de T. cruzi. Adicionalmente, realizou-se estudo qualitativo dos campos de interação moleculares (MIFs) com o programa GRID para a enzima humana e do parasita, homólogas entre si, estudo que revelou 9 resíduos de aminoácidos no sítio ativo da enzima parasitária que podem ser explorados no planejamento de inibidores seletivos. Neste trabalho, obtiveram-se 5 compostos inéditos, caracterizados por determinação da faixa de fusão, análise elementar, técnicas de espectroscopia no infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H,13C, HSQC, HMBC, HETCOR e NOESY, e a atribuição dos sinais foi realizada com o auxílio de técnicas de modelagem molecular. Testaram-se 4 compostos contra a forma amastigota de T. cruzi em células da linhagem U2OS. Todos os compostos apresentaram atividade da ordem de micromolar e índices de seletividade satisfatórios. O composto LAPEN-2901 teve sua estrutura elucidada por cristalografia de raios X, apresentou toxicidade duas vezes menor que o NFOH e potência semelhante à do composto de referência benznidazol, porém menor eficácia. Os resultados obtidos ressaltam a importância de grupos nitro, 1,2,4-triazólicos e tiossemicarbazônicos para o planejamento de derivados eficazes no tratamento da fase crônica da doença de Chagas. / Chagas disease, parasitosis caused by Trypanosoma cruzi, is a disease that predominates in Latin America. It is estimated that 10 million people are under the risk of infection and, in 2008, more than 10 thousand deaths were registered. The only two drugs available in the therapeutics, nifurtimox and benznidazole, showed to be more effective in the acute phase of the disease. However, there is no choice for the chronic phase. Nitrofurazone (NF), an antimicrobial drug, has activity against T. cruzi, although being toxic. Its hydroxymethyl derivative, the hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), showed to be more active and less toxic than the prototype. Considering the need for new antichagasic drugs, the existence of promising new therapeutic targets, as 14α-esterol demethylase and cruzain, and by employing the bioisosterism approach, a virtual screening using T. cruzi CYP51 was performed for 144 NFOH analogues. Additionaly, a qualitative molecular interaction field study was performed, revealing 9 aminoacids in the parasitic enzyme relevant for selectivity. Five novel compounds were synthesized, characterized by melting range, elemental analysis, IR spectroscopy, 1H and 13C NMR as well as HSQC, HMBC, HETCOR and NOESY experiments, in which the signal assigning were aided using molecular modeling techniques Four compounds were tested against T. cruzi amastigotes in infected U2OS cells. All compounds were sufficiently selective towards T. cruzi and showed trypanomicidal activity in low micromolar range. The compound LAPEN-2901 had its structure determined using X-ray crystallography and showed lower toxicity than NFOH and potency similar to benznidazole, but lower efficacy. These results highlight the importance of the 1,2,4-triazolic, thiosemicarbazonic and nitro group moieties for designing new efficient compounds for the chronic phase of Chagas disease.