Apesar do amplo e histórico uso de produtos da biodiversidade brasileira com fins medicinais, pouco se sabe sobre o destino destes produtos após a sua absorção no organismo; quais são os produtos de metabolismo formados, sua toxicidade e cinética de eliminação. Neste trabalho foi estudado o metabolismo in vitro do diterpeno ácido caurenoico. Este terpeno está amplamente distribuído no reino vegetal tendo sua ocorrência destacada em dois dos maiores produtos fiterápicos consumidos pela população brasileira: o óleo de copaíba (Copaifera ssp.) e o xarope de guaco (Mikania glomerata e Mikania leavigata). Entre as principais reações do metabolismo em humanos, as reações de oxidação mediadas pelo citocromo P450(CIP450) têm um papel chave na detoxificação de xenobióticos. O objetivo deste trabalho foi estudar modelos biomiméticos in vitro das reações realizadas pelo CIP450 utilizando metaloporfirinas e reagentes de salen como catalisadores. Foram empregados sete catalisadores em meio homogêneo: Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTFPP) e (MnTFPP), Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(2,6-diclorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTDCPP) (MnTDCPP), Cloreto de (R,R)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-terc-butil-salicilideno)- 1,2-diaminociclo-hexil manganês III (R-Salen), Cloreto de (S,S)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-tercbutil- salicilideno)-1,2-diaminociclo-hexil manganês III (S-Salen) e o Cloreto de 5,10,15,20- tetraquis(fenil)porfirina ferro III (FeTPP). Como doadores de oxigênio foram avaliados o iodosilbenzeno (PhIO), peróxido de hidrogênio (H2O2), terc-butil-hidroperóxido (TBHP) e (ácido 3-cloro-peroxibenzoico (MCPBA). Nos sistemas estudados foi observada a formação predominante de três produtos de oxidação: Um derivado epoxidado, um mono- e um di-hidroxilado, que tiveram sua estrutura proposta com base na análise do seu perfil de fragmentação em espectrometria de massas e comparação com dados previamente publicados na literatura. Foi observado que a natureza do oxidante influencia de forma mais pronunciada tanto a reatividade como a formação dos produtos. Foram avaliados também os catalisadores FeTFPP e o cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(4-N-metilpiridil)porfirina ferro III( FeTMPyP) imobilizados em suportes inorgânicos. A utilização destes catalisadores imobilizados resultou na maior reatividade do ácido caurenoico com a formação dos mesmos três produtos, mas em maior proporção em relação ao substrato. Por fim, foi realizada a catalise em meio biológico utilizando microssomas de ratos. Neste sistema foi gerado somente um produto que apresentou espectro de massas e tempo de retenção similar ao derivado di-hidroxilado obtido nas reações que utilizaram metaloporfirinas. Este trabalho trouxe evidências da rota de metabolismo de um importante produto natural, além de reforçar a capacidade de metaloporfirinas em realizar catálises biomiméticas, que serão úteis para a geração de metabólitos de fase um para estudos pré-clínicos. / In spite of the widespread and historical use of products of the Brazilian biodiversity for medical purposes, little is known about the fate of these products after their absorption into the organism; which are the products of metabolism, their toxicity and elimination kinetics. In this master thesis the in vitro metabolism of the diterpene kaurenoic acid was studied. This terpene is widely spread in the plant kingdom. Its presence can especially be highlighted in two of the most consumed phytotherapeutics by the brazilian population: the copaíba oil (Copaifera ssp.) and the guaco syrup (Mikania glomerata and Mikania leavigata. Among the principal metabolic reactions in humans, the oxidation reactions catalyzed by cytochrome P450 (CYP450) have a key role in the detoxification of xenobiotics. The objective of this thesis was the study of in vitro biomimetic models of the reactions carried out by CYP450 using metalloporphyrins and salen catalysts as analogs of the CYP450. Seven catalysts were applied in a homogeneous medium: 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTFPP) and (MnTFPP), 5,10,15,20-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTDCPP) and (MnTDCPP), (R,R)-(-)N,N-bis(3,5-di-tertbutylsalicylidene)- 1,2-diaminocyclohexyl manganese III (R-Salen) chloride, (S,S)-(-)N,Nbis( 3,5-di-terc- butylsalicylidene)-1,2-diaminocyclohexyl manganese III (S-Salen) chloride and 5,10,15,20-tetrakis(phenyl)porphyrin iron III chloride (FeTPP). As oxygen donors iodosylbenzene (PhIO), hydrogen peroxide (H2O2), tert-butyl hydroperoxide (TBHP) and metachlorperoxybenzoic acid (MCPBA) have been tested. In the majority of the systems the formation of three predominant oxidation products was observed: An epoxidated, a mono- and a dihydroxylated derivative, of which the chemical structure was proposed based on the analysis of the mass spectrometric fragmentation pattern. It was observed that the nature of the oxidant influences more markedly the reactivity as well as the formation of the products. The catalysts FeTFPP and 5,10,15,20-tetrakis- (4-N-methyl pyridine)porphyrin iron III chloride (FeTMPyP) immobilized with inorganic supports were assessed as well. Using these immobilized catalysts, a higher proportion of oxidation products of the kaurenoic acid was observed. Finally, the oxidation of kaurenoic acid was assessed using rat microsomes. In this system only one product was produced that showed a similar mass spectrum and retention time as the dihydroxylated derivative obtained in the reactions using metalloporphyrins.This thesis showed evidences of the route of metabolization of an important natural product, and additionally reinforces the capacity of metalloporphyrins in attaining biomimetic catalysis.

Apesar do amplo e histórico uso de produtos da biodiversidade brasileira com fins medicinais, pouco se sabe sobre o destino destes produtos após a sua absorção no organismo; quais são os produtos de metabolismo formados, sua toxicidade e cinética de eliminação. Neste trabalho foi estudado o metabolismo in vitro do diterpeno ácido caurenoico. Este terpeno está amplamente distribuído no reino vegetal tendo sua ocorrência destacada em dois dos maiores produtos fiterápicos consumidos pela população brasileira: o óleo de copaíba (Copaifera ssp.) e o xarope de guaco (Mikania glomerata e Mikania leavigata). Entre as principais reações do metabolismo em humanos, as reações de oxidação mediadas pelo citocromo P450(CIP450) têm um papel chave na detoxificação de xenobióticos. O objetivo deste trabalho foi estudar modelos biomiméticos in vitro das reações realizadas pelo CIP450 utilizando metaloporfirinas e reagentes de salen como catalisadores. Foram empregados sete catalisadores em meio homogêneo: Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTFPP) e (MnTFPP), Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(2,6-diclorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTDCPP) (MnTDCPP), Cloreto de (R,R)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-terc-butil-salicilideno)- 1,2-diaminociclo-hexil manganês III (R-Salen), Cloreto de (S,S)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-tercbutil- salicilideno)-1,2-diaminociclo-hexil manganês III (S-Salen) e o Cloreto de 5,10,15,20- tetraquis(fenil)porfirina ferro III (FeTPP). Como doadores de oxigênio foram avaliados o iodosilbenzeno (PhIO), peróxido de hidrogênio (H2O2), terc-butil-hidroperóxido (TBHP) e (ácido 3-cloro-peroxibenzoico (MCPBA). Nos sistemas estudados foi observada a formação predominante de três produtos de oxidação: Um derivado epoxidado, um mono- e um di-hidroxilado, que tiveram sua estrutura proposta com base na análise do seu perfil de fragmentação em espectrometria de massas e comparação com dados previamente publicados na literatura. Foi observado que a natureza do oxidante influencia de forma mais pronunciada tanto a reatividade como a formação dos produtos. Foram avaliados também os catalisadores FeTFPP e o cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(4-N-metilpiridil)porfirina ferro III( FeTMPyP) imobilizados em suportes inorgânicos. A utilização destes catalisadores imobilizados resultou na maior reatividade do ácido caurenoico com a formação dos mesmos três produtos, mas em maior proporção em relação ao substrato. Por fim, foi realizada a catalise em meio biológico utilizando microssomas de ratos. Neste sistema foi gerado somente um produto que apresentou espectro de massas e tempo de retenção similar ao derivado di-hidroxilado obtido nas reações que utilizaram metaloporfirinas. Este trabalho trouxe evidências da rota de metabolismo de um importante produto natural, além de reforçar a capacidade de metaloporfirinas em realizar catálises biomiméticas, que serão úteis para a geração de metabólitos de fase um para estudos pré-clínicos. / In spite of the widespread and historical use of products of the Brazilian biodiversity for medical purposes, little is known about the fate of these products after their absorption into the organism; which are the products of metabolism, their toxicity and elimination kinetics. In this master thesis the in vitro metabolism of the diterpene kaurenoic acid was studied. This terpene is widely spread in the plant kingdom. Its presence can especially be highlighted in two of the most consumed phytotherapeutics by the brazilian population: the copaíba oil (Copaifera ssp.) and the guaco syrup (Mikania glomerata and Mikania leavigata. Among the principal metabolic reactions in humans, the oxidation reactions catalyzed by cytochrome P450 (CYP450) have a key role in the detoxification of xenobiotics. The objective of this thesis was the study of in vitro biomimetic models of the reactions carried out by CYP450 using metalloporphyrins and salen catalysts as analogs of the CYP450. Seven catalysts were applied in a homogeneous medium: 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTFPP) and (MnTFPP), 5,10,15,20-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTDCPP) and (MnTDCPP), (R,R)-(-)N,N-bis(3,5-di-tertbutylsalicylidene)- 1,2-diaminocyclohexyl manganese III (R-Salen) chloride, (S,S)-(-)N,Nbis( 3,5-di-terc- butylsalicylidene)-1,2-diaminocyclohexyl manganese III (S-Salen) chloride and 5,10,15,20-tetrakis(phenyl)porphyrin iron III chloride (FeTPP). As oxygen donors iodosylbenzene (PhIO), hydrogen peroxide (H2O2), tert-butyl hydroperoxide (TBHP) and metachlorperoxybenzoic acid (MCPBA) have been tested. In the majority of the systems the formation of three predominant oxidation products was observed: An epoxidated, a mono- and a dihydroxylated derivative, of which the chemical structure was proposed based on the analysis of the mass spectrometric fragmentation pattern. It was observed that the nature of the oxidant influences more markedly the reactivity as well as the formation of the products. The catalysts FeTFPP and 5,10,15,20-tetrakis- (4-N-methyl pyridine)porphyrin iron III chloride (FeTMPyP) immobilized with inorganic supports were assessed as well. Using these immobilized catalysts, a higher proportion of oxidation products of the kaurenoic acid was observed. Finally, the oxidation of kaurenoic acid was assessed using rat microsomes. In this system only one product was produced that showed a similar mass spectrum and retention time as the dihydroxylated derivative obtained in the reactions using metalloporphyrins.This thesis showed evidences of the route of metabolization of an important natural product, and additionally reinforces the capacity of metalloporphyrins in attaining biomimetic catalysis.

Ao longo da história da humanidade, os produtos naturais oriundos de plantas, vêm sendo investigados e utilizados no tratamento de inúmeras doenças. Os alcaloides do gênero Corydalis, do tipo tetrahidroprotoberberina e, em especial a govaniadina, foram identificados como uma nova categoria de ligantes dopaminérgicos e responsáveis por atividades analgésica, antimalárica, leishmanicida e antiurease. A partir destes dados, objetivou-se investigar o perfil farmacocinético, o metabolismo e a permeabilidade intestinal in vitro do alcaloide govaniadina. Como resultado geral para o metabolismo in vitro, empregando fração microssomal animal e humana, foram obtidos cinco metabólitos: um O-desmetilado (M1); um di-hidroxilado (M2); um mono-hidroxilado (M3) e dois glicuronidados (M4 e M5). Um método por CLUEEM/ EM foi desenvolvido e validado para investigação do perfil farmacocinético da govaniadina em plasma de ratos, após a administração intravenosa. A análise das curvas de decaimento plasmático versus tempo de coleta indicam que os dados se ajustam ao modelo bicompartimental, com meia-vida de distribuição = 9,2 ± 8,9 min, clearance = 41,7 ± 30,4 mL min-1 kg-1 e meia-vida de eliminação = 55,1 ± 37,9 min. Com relação aos estudos de viabilidade celular, a govaniadina apresentou efeitos citotóxicos moderados frente às linhagens celulares Hep G2, HeK-T-293 e CCFSTTG1 em concentrações até 100 ?mol L-1. Estudo de permeabilidade intestinal in vitro em modelo Caco-2, sugere transporte por difusão passiva, com coeficiente de permeabilidade aparente de 20,6 ± 3,9 × 10-6 cm/s e taxa de efluxo de 0,55. Estes resultados serão importantes para direcionar os experimentos futuros no que tange ao desenvolvimento farmacêutico da govaniadina / Throughout humankind history, natural products from plants have been investigated and have been used in the treatment of countless diseases. Tetrahydroprotoberberine alkaloids from the Corydalis, in particular govaniadine, has been identified as a new category of dopaminergic ligands and responsible for analgesic, antimalarial, leishmanicidal and antiurease properties. Taking these data into account, the aim of this work was to investigate the pharmacokinetic profile, the in vitro metabolism and the intestinal permeability of the alkaloid govaniadine. As a general result for the in vitro metabolism, employing animal and human microsomal fraction, five metabolites were obtained: one O-demethylated (M1); one dihydroxylated (M2); one monohydroxylated (M3) and two glucuronidated (M4 and M5). A LC-MS/MS method was developed and validated for the investigation of the govaniadine pharmacokinetic profile in rat plasma following intravenous administration. The mean plasma concentration versus time profile was best fitted to a two-compartmental model, with a distribution half-life = 9.2 ± 8.9 min, clearance = 41.7 ± 30, 4 mL min-1 kg-1 and an elimination half-life = 55.1 ± 37.9 min. Regarding cell viability studies, govaniadine showed moderate cytotoxic effects against Hep G2, HeK-T-293 and CCF-STTG1 cell lines at concentrations up to 100 ?mol L-1. In vitro intestinal permeability study in Caco-2 model, suggests passive diffusion transport, with an apparent permeability value of 20.6 ± 3.9 × 10-6 cm/s and an efflux rate of 0.55 . These results will be important to guide future experiments concerning govaniadine pharmaceutical development

Neste trabalho, a microextração em fase líquida com membrana cilíndrica oca (HF-LPME), a microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) e a microextração em fase sólida na configuração de um filme delgado (SPME/TFME) foram empregadas como técnicas de microextração para a preparação de amostras microssomais no estudo de metabolismo in vitro de fármacos quirais com diferentes características ácido-base. Para análise empregou-se a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detector por absorção no UV e a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS-MS). O fármaco neutro isradipina (ISR) foi o primeiro a ser abordado. Um método estereosseletivo empregando HFLPME- HPLC foi desenvolvido para a determinação dos enantiômeros da ISR e seu principal metabólito (um derivado piridínico da isradipina - PDI) em fração microssomal isolada de fígado de ratos. Os analitos foram extraídos de 1 mL de meio microssomal utilizando o procedimento HF-LPME na configuração duas fases, tendo o solvente acetato de hexila como fase aceptora. Pela primeira vez, o PDI e os enantiômeros da ISR foram resolvidos numa mesma corrida cromatográfica. Para esta separação foi utilizada uma coluna Chiralpak AD® e hexano:2-propanol:etanol (94/04/02, v/v/v) como fase móvel, na vazão de 1,5 mL min-1. A ISR e o PDI foram detectados em 325 nm e o padrão interno, oxibutinina, foi detectado em 225 nm. A validação do método mostrou valores de recuperação de 23% para o PDI e 19% para cada enantiômero da ISR, 50 ng mL-1 como limite de quantificação (LOQ) para todos os analitos e linearidade entre 50-5000 ng mL-1 e 50-2500 ng mL-1 para o PDI e cada enantiômero da ISR, respectivamente. O método desenvolvido e validado foi aplicado em um estudo de metabolismo in vitro, utilizando microssomas hepáticos de ratos, mostrando que o (+)-(S)-ISR foi preferencialmente metabolizado. Do mesmo modo que para a ISR, um método analítico empregando HF-LPME-HPLC no modo três-fases foi desenvolvido para a análise estereosseletiva concomitante do bufuralol (BF) e dos seus principais metabólitos 1\'- oxobufuralol (1\'-Oxo-BF) e 1\'-hidroxibufuralol (1\'-OH-BF) em preparações microssomais. As análises por HPLC foram conduzidas empregando uma coluna Chiralcel OD-H® com fase móvel composta por hexano:2-propanol:metanol:dietilamina (97,5/2,0/0,5/0,5, v/v/v/v), na vazão de 1,5 mL min-1 e detecção em 248 nm e 273 nm. As condições otimizadas da HFLPME foram: n-octanol como solvente orgânico, ácido acético 0,2 mol L-1 como fase aceptora, fase doadora com pH ajustado em 13 e agitação de 1500 rpm por 30 min. O método foi validado e apresentou valores de recuperação entre 63 - 69% para os analitos e mostrou-se linear entre 100 - 5000 ng mL-1 para cada enantiômero do 1\'-Oxo-BF e 100 - 2500 ng mL-1 para cada estereoisômero do 1\'-OH-BF (r > 0,99), com LOQ de 100 ng mL-1 para todos os analitos. O método desenvolvido e validado foi aplicado em um estudo de metabolismo in vitro do BF utilizando microssomas hepáticos de ratos, que mostrou formação predominante do (S)-1\'-Oxo-BF e do (R,R)-1\'-OH-BF. Um segundo fármaco básico abordado neste trabalho foi a ranolazina (RNZ). Para a análise enantiosseletiva da RNZ e de um de seus metabólitos (desmetil ranolazina - DRNZ) em fração microssomal isolada de fígado de ratos, foi desenvolvido um método estereosseletivo empregando a DLLME-LC-MS-MS. Os analitos foram extraídos de 0,5 mL de meio microssomal utilizando o procedimento DLLME, tendo o clorofórmio como solvente extrator e acetona como solvente dispersante. Pela primeira vez os enantiômeros da RNZ e DRNZ foram resolvidos numa mesma corrida cromatográfica. ii Para esta separação foi utilizada uma coluna Chiralcel OD-H® e hexano:etanol (60/40, v/v) e 0,05% de dietilamina como fase móvel, na vazão de 1,0 mL min-1. A validação do método mostrou valores de recuperação em torno dos 55 e 45% para os enantiômeros da RNZ e DRNZ, respectivamente. Os LOQ foram de 25 ng mL-1 para cada enantiômero da RNZ e 10 ng mL-1 para cada enantiômero da DRNZ. A linearidade foi estabelecida entre 10-1000 ng mL-1 e 25-2500 ng mL-1 para cada enantiômero da DRNZ e RNZ, respectivamente. O método desenvolvido e validado foi aplicado em um estudo de metabolismo in vitro utilizando microssomas hepáticos de ratos, mostrando que a metabolismo da RNZ foi enantiosseletivo. Finalmente, um método analítico empregando a SPME/TFME-LC-MS-MS foi desenvolvido para a análise simultânea do fármaco anfótero repaglinida (RPG) e dois dos seus principais metabólitos, a 2-despiperiril-2-amino-repaglinida (DA-RPG) e a 2-despiperidil-2-(5- carboxipentilamina)-repaglinida (DC-RPG) em fração microssomal isolada de fígado humano. A SPME/TFME foi conduzida com o auxílio do equipamento Multi Sampler SPME nas seguintes condições: pré-condicionamento dos blades com 1 mL de uma solução metanol:água (50/50, v/v) por 30 min, 60 min de extração e 90 min de dessorção com 1 mL de fase móvel. A análise por LC-MS-MS foi feita empregando uma coluna cromatográfica C18 em modo reverso, com fase móvel composta por acetonitrila:água (50/50, v/v) e 0,1% de ácido acético, na vazão de 0,5 mL min-1. A validação do método mostrou valores de recuperação acima dos 80% para todos os analitos. O LOQ foi de 2 ng mL-1 para todos os analitos, sendo o método linear no intervalo 2-1000 ng mL-1 para a RPG e 2-500 ng mL-1 para a DA-RPG e DC-RPG. Os analitos foram estáveis durante todo o protocolo analítico e de metabolismo. O método validado foi aplicado em um estudo de metabolismo in vitro utilizando microssomas hepáticos de humanos, mostrando que o perfil metabólico da RPG e a taxa de formação da DA-RPG e DC-RPG é alterada em função da concentração de proteínas microssomais no meio de incubação e também em função do tempo de incubação. Além disso, os resultados mostrama possibilidade de haver diversos outros metabólitos que não foram monitorados. / In the present work, the microextraction techniques hollow-fiber liquid phase microextraction (HF-LPME), dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) and solid phase microextraction based on thin film (SPME/TFME) were used as sample preparation techniques to study the in vitro metabolism of chiral drugs with distinct acid-base characteristics. High-performance liquid chromatography (HPLC) with UV detection and liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS-MS) were used for the analyses. An enantioselective liquid chromatographic method using two-phase hollow- fiber liquid-phase microextraction (HF-LPME-HPLC) was developed for the determination of isradipine (ISR) enantiomers and its main metabolite (pyridine derivative of isradipine - PDI) in microsomal fraction isolated from rat liver. The analytes were extracted from 1 mL of microsomal medium using a two-phase HF-LPME procedure with hexyl acetate as the acceptor phase, 30 min of extraction and sample agitation at 1500 rpm. For the first time, ISR enantiomers and PDI were resolved. For this separation, a Chiralpak AD® column with hexane:2-propanol:ethanol (94/04/02, v/v/v) as mobile phase at a flow rate of 1.5 mL min-1 were used. The column was kept at 23 °C ± 2. The drug and metabolite detection was performed at 325 nm and the internal standard oxybutynin was detected at 225 nm. The recovery rates were 23% for PDI and 19% for each ISR enantiomer. The method presented quantification limits (LOQ) of 50 ng mL-1 and it was linear over the concentration range of 50-5000 ng mL-1 and 50-2500 ng mL-1 for PDI and each ISR enantiomer, respectively. The validated method was employed to an in vitro metabolism study of ISR using rat liver microsomal fraction, showing that (+)-(S)-ISR is preferentially metabolized. In the same way, a three-phase HF-LPME-HPLC method for the stereoselective determination of bufuralol metabolites, 1\'-oxobufuralol (1\'-Oxo-BF) and 1\'-hydroxybufuralol (1\'-OH-BF), in microsomal preparations is described for the first time. The HPLC analysis was carried out using a Chiralcel OD-H® column with hexane:2-propanol:methanol (97.5/2.0/0.5, v/v/v) plus 0.5% diethylamine as the mobile phase, and UV detection at 248 and 273 nm. The HF-LPME optimized conditions involved: n-octanol as the organic solvent, 0.2 mol L-1 acetic acid as the acceptor phase, donor phase pH adjusted to 13, sample agitation at 1500 rpm and extraction for 30 min. By using this extraction procedure, the recovery rates were in the range of 63- 69%. The method was linear over the concentration range of 100-5000 ng mL-1 for each enantiomer of 1\'-Oxo-BF and of 100-2500 ng mL-1 for each stereoisomer of 1\'-OH-BF. The quantification limits were 100 ng mL-1 for all analytes. The validated method was used to assess the in vitro metabolism of bufuralol using rat liver microsomal fraction that demonstrated predominant formation of (S)-1\'-Oxo-BF and (R,R)-1\'-OH-BF. A second basic drug addressed in this thesis is ranolazine (RNZ). For the chiral analysis of RNZ and one of its metabolites (desmethyl ranolazine - DRNZ) in microsomal fraction isolated from rat liver, an analytical enantioselective method using DLLME-LC-MS-MS was developed. The analytes were extracted from 0.5 mL of microsomal medium by DLLME. Chloroform was the extractor solvent and acetone the dispersive solvent. The enantiomers of RNZ and DRNZ were analyzed simultaneously for the first time using a Chiralcel OD-H® column and hexane:ethanol (60/40, v/v) plus 0.05% diethylamine as mobile phase at a flow rate of 1.0 mL min-1. Method validation showed recoveries in the order of 55 and 45% for the enantiomers iv of RNZ and DRNZ, respectively. The LOQs were 25 ng mL-1 for each RNZ enantiomers and 10 ng mL-1 for each DRNZ enantiomers. Linearity was established between 10-1000 ng mL-1 and 25-2500 ng mL-1 for each DRNZ and RNZ enantiomers, respectively. The validated method was employed to an in vitro metabolism study of RNZ using rat liver microsomal fraction, showing that the metabolism of RNZ is enantioselective. Finally, an analytical method was developed employing SPME/TFME-LC-MS-MS for the simultaneous analyses of the anphoteric drug repaglinide (RPG) and two of the its main metabolites 2-despiperidyl- 2-amino repaglinide (DA-RPG) and 2-despiperidyl-2-(5-carboxypentylamine) repaglinide (DC-RPG) in human microsomal fraction. The SPME/TFME procedure was carried out with the support of \"Multi Sampler SPME\" under the following conditions: conditioning of the blades with 1 mL of methanol:water (50/50, v/v) for 30 min, 60 min for extraction and 90 min for desorption with 1 mL of mobile phase. The LC-MS-MS analyses were performed using a C18 column under reversed phase conditions, with the mobile phase of acetonitrile:water (50/50, v/v) plus 0.1% acetic acid at a flow rate of 0.5 mL min-1. The method validation showed recoveries over 80% for all analytes. The LOQ was 2 ng mL-1 for all analytes, and the method was linear over the concentration range of 2 e 1000 ng mL-1 for RPG and of 2 a 500 ng mL-1 for DA-RPG and DC-RPG. The validated method was used to assess the in vitro metabolism profile of RPG by using human liver microsomes. These studies showed that the rate of formation of DA-RPG and DC-RPG depends on both microsomal protein concentration in the incubation medium and the incubation time. Furthermore, the results highlighted the possibility of formation of several other metabolites which have not been monitored.

microssomas hepático de humanos (HLMs) e biotransformação empregando fungos. Anteriormente aos estudos de biotransformação e metabolismo in vitro, todos os métodos propostos foram validados e os resultados corroboraram de acordo com os guiais oficiais. Inicialmente foi desenvolvido um método para determinação simultânea da OXC e os enantiômeros de seu metabólito em meio de cultura empregando a eletroforese capilar. A separação foi realizada utilizando como eletrólito de análise uma mistura da ?-ciclodextrina fosfatada (P-?-CD) 1% (m/v) como seletor quiral em solução tampão tris-fosfato 10 mmol L-1 pH 2,5. O comprimento efetivo do capilar foi 20 cm, a tensão aplicada foi de ?20 kV e a temperatura de análise foi de 15° C. Para esse método, nenhuma técnica miniaturizada de preparação de amostra foi efetiva na extração desses analitos do meio de cultura. Portanto, optou-se por utilizar extração líquidolíquido empregando metil-terc-butil éter como solvente extrator. Os estudos de biotransformação demonstraram enantiosseletividade na formação da licarbazepina (LIC) a partir da OXC para duas espécies de fungos. A espécie Glomerella cingulata (VA1), biotransformou com 100% de fração enantiomérica (fe) o enantiômero (S)-(+)- LIC enquanto que a espécie Beuveria bassiana (ATCC 7159) metabolizou com fe de 79% o enantiômero (S)-(+)-LIC. Um outro método empregando a eletroforese capilar também foi desenvolvido neste trabalho. Este novo método foi empregado para a análise enantiosseletiva dos metabólitos da diHTBZ após o procedimento de metabolismo in vitro empregando microssomas hepático de humanos para o fármaco TBZ e também foi utilizado para análise dos metabólitos diHTBZ após o procedimento de biotransformação da TBZ empregando fungos. Neste método de EC foi utilizada como eletrólito de análise a carboximetil-?-ciclodextrina (CM-?-CD) 1% (m/v) como seletor quiral adicionada em solução tampão tris-fosfato 80 mmol L-1 pH 2,5. O comprimento efetivo do capilar correspondeu a 20 cm e a tensão aplicada foi de +15 kV. A temperatura de análise foi de 15° C. Entre as técnicas miniaturizadas de preparação de amostras avaliadas para extração destes metabólitos diHTBZ tanto em meio microssomal quanto em meio de cultura líquido, a DLLME foi escolhida. Para tanto, utilizando a matriz de meio microssomal (para aplicação dos estudos de metabolismo in vitro da TBZ) foi empregado 75 ?L de diclorometano como solvente extrator e 150 ?L de acetona como solvente dispersor. Os estudos de metabolismo in vitro demonstraram que o perfil cinético do metabolismo da TBZ corresponde a um comportamento de inibição pelo substrato e trata-se de um metabolismo diastereo- e enantiosseletivo. Estes estudos também demonstraram que os enantiômeros dos diastereoisômeros diHTBZ foram catalisados principalmente pela CYP2C19 e o clearance predito sugere que o metabolismo pelo fígado é a principal via para a eliminação da TBZ. Já, nos estudos de biotransformação com fungos para a TBZ, o método por CE foi utilizado e, assim como para o meio microssomal, as técnicas de microextração foram avaliadas. Novamente, foi escolhida a técnica DLLME como técnica de extração, e também foi utilizado 75 ?L de diclorometano como solvente extrator e 150 ?L de acetona como solvente dispersor. Os estudos preliminares de biotransformação da TBZ demonstraram diastereoisomerismo para todos os fungos avaliados, e, adicionalmente, para algumas espécies de fungos, houve também enantiosseletividade na formação dos isômeros. O fungo Chaetomiun globusum (VR10) metabolizou ambos isômeros da diHTBZ, sendo que a produção dos metabólitos foi diastereosseletiva para a formação majoritária do estereoisômero trans-diHTBZ e enantiosseletividade somente na produção do estereoisômero cisdiHTBZ. As espécies Glomerella cingulata (VA1), Mucor rouxii, e Beuveria bassiana (ATCC 7159), metabolizaram diastereoisomericamente e também enantiosseletivamente ambos metabólitos da diHTBZ, sendo que o fungo da espécie Mucor rouxii apresentou um perfil de metabolização bem interessante, com a formação majoritária dos enantiômeros (E1) dos diastereoisômeros cis- e trans- e formação majoritária do metabólito trans-diHTBZ. Os resultados apresentados nesse trabalho demonstraram que somente a DLLME foi efetiva na extração da TBZ em meio microssomal e em meio de cultura. Para analitos com características bastante básicas, como é o caso da OXC, as demais técnicas de microextração avaliadas não foram eficientes nas condições de análise empregadas nesse estudo devido principalmente à dificuldade de manter estes analitos na forma molecular. Porém, a importância deste trabalho recai sobre os resultados obtidos a partir da aplicação dos estudos estereosseletivos de biotransformação com fungos de ambos os fármacos e, principalmente, nos resultados obtidos do metabolismo in vitro da TBZ que corroboram com dados in vivo da literatura e traz novas informações a respeito do metabolismo deste fármaco / Nowadays miniaturized extraction techniques are widely used in many sectors of analytical chemistry because they present several advantages such as: the ability to extract analytes in levels of trace employing minimal or none amounts of organic solvents; facility of automation and speed in the extraction procedure. New methodologies with the aim of producing pure enantiomers of drugs marketed as racemates are also very promising. In this context, this study aimed to evaluate the miniaturized sample preparation techniques, Solid Phase Microextraction (SPME), Hollow Fiber Liquid Phase Microextraction (HF-LPME) and Dispersive Liquid-Liquid Microextraction (DLLME) in extraction of drugs and their metabolites: oxcarbazepine (OXC) and tetrabenazine (TBZ) from complex matrices such as microsomal medium and liquid culture medium for subsequent application in stereoselective in vitro metabolism using human liver microsomes (HLMs) and in biotransformation studies employing fungi as catalytic agent. Prior to the biotransformation and the in vitro metabolism studies, all the proposed methods were validated and the results were in agreement with the official guidelines. Initially, an enantioselective capillary electrophoresis method was developed for the simultaneous determination of OXC and its metabolites in liquid culture medium. The chiral separation was carried out using phosphated ?-cyclodextrin (P-?-CD) 1% (w/v) as the chiral selector in tris-phosphate 10 mmol L-1 pH 2.5 buffer solution. The effective length of the capillary was 20 cm, the applied voltage was ?20 kV and the temperature of analysis was 15 °C. For this method, no miniaturized sample preparation technique was effective in extracting these analytes from the culture medium. Therefore, liquid-liquid extraction using methyl tert-butyl ether as solvent extractor as employed. The biotransformation studies showed enantioselectivity in the formation of licarbazepine (LIC) by two fungus species. The specie Glomerella cingulata (VA1) biotransformed OXC with 100% of enantiomeric fraction (EF) for the (S)-(+)-LIC enantiomer while the fungus Beuveria bassiana (ATCC 7159) metabolized with EF of 79% for the (S)-(+)-LIC enantiomer. Next, another method by capillary electrophoresis was also developed in this work. This new method was employed for the enantioselective analysis of diHTBZ metabolites after in vitro microsomal metabolism of the drug TBZ. Additionally, this method was used to analyze the diHTBZ metabolites after TBZ biotransformation by fungi. The chiral separation of diHTBZ metabolites was performed by using carboxymethyl-?-cyclodextrin (CM-?-CD) 1% (w/v) as the chiral selector added to trisphosphate buffer solution 80 mmol L-1 pH 2.5. The effective length of the capillary was 20 cm and the applied voltage was +15 kV. The analysis temperature was 15 °C. Among the miniaturized sample preparation techniques evaluated for the extraction of diHTBZ metabolites from both matrices, human liver microsomal and in liquid culture medium, DLLME showed to be the most adequate. Therefore, using microsomal medium as matrix 75 ?L dichloromethane as solvent extractor and 150 ?L acetone as disperser solvent was used. The in vitro metabolism of TBZ showed a kinetic profile of inhibition by substrate and demonstrated a diastereo- and enantioselective metabolism. These studies showed also that the enantiomers of the diastereomers of the diHTBZ were catalyzed mainly by CYP2C19 and the predicted clearance suggests that the metabolism by the liver is the major pathway for the elimination of TBZ. For the last, for fungal biotransformation studies with TBZ, 75 ?L was used as extracting solvent of dichloromethane and 150 ?L acetone as solvent disperser for the DDLME procedure. Preliminary biotransformation studies TBZ demonstrated a diastereoisomerism for all evaluated fungi, and additionally for some species of fungi, showed enantioselectivity in the formation of isomers. The fungus Chaetomiun globusum (VR10) metabolized both isomers of diHTBZ, and the production of metabolites was diastereoselective with majority formation of the trans-stereoisomer diHTBZ and enantioselectivity only in the production of cis-stereoisomer diHTBZ. The species Glomerella cingulata (VA1), Mucor rouxii, and Beuveria bassiana (ATCC 7159), metabolized diastereomerically and also enantiosselectivelly both metabolites of diHTBZ. The fungus Mucor rouxii showed an interesting biotransformation profile, with the majority training enantiomers (E1) of cis- and trans- diastereoisomers and majority formation of trans-diHTBZ metabolite. The results presented in this study showed that only DLLME was effective in extracting the TBZ from microsomal and liquid culture medium. For analytes with very basic features such as the OXC, the other evaluated microextraction techniques were not effective under the conditions employed in this study due mainly to the difficulty of keeping these analytes in the molecular form.

As neolignanas, bem como as lignanas, apresentam diversas atividades biológicas comprovadas, sendo a licarina A uma neolignana diidrobenzofurânica, detentora de atividade leishmanicida. A partir dessa atividade e do interesse na produção de fármacos eficazes no tratamento dessa doença, a licarina A foi selecionada para estudo de metabolismo in vitro a partir de reações biomiméticas utililizando [Fe(TPP)Cl] e Mn(Salen) como catalisadores; sob ação de oxidantes (PhIO e mCPBA) em quatro solventes de polaridades distintas (AcOEt, MeOH, ACN, DCM), na proporção de 1:30:30 (catalisador:substrato:oxidante). Inicialmente, as reações realizadas foram submetidas às análises por CG-EM comprovando um produto de oxidação majoritário m/z 342, denominado metabólito A. Os solventes de menor polaridade (DCM e AcOEt), bem como o catalisador de Jacobsen, foram mais eficientes na geração desse metabólito. O aumento do tempo reacional bem como o aumento da concentração do oxidante não favoreceu a produção de metabólitos. Posteriormente, as análises dessas reações também foram realizadas por CLUE-DAD-EM/EM e sete metabólitos puderam ser identificados a partir do auxílio do estudo de fragmentação da licarina A bem como a partir de análises de RMN e EM dos metabólitos isolados por CLAE em escala semipreparativa. As análises de RMN dessas frações permitiram a determinação estrutural de um metabólito de m/z 343 [M+H]+ (metabólito 3) constituído de uma epoxidação nos carbonos C-7\'/C-8\' situados na cadeia lateral da licarina A. Sendo assim, quatro dos sete metabólitos (2, 3, 6 e 7) formados apresentaram m/z 343 [M+H]+ e espectros de massas tandem muito semelhantes, correspondendo aos possíveis diasteroisômeros do metabólito epoxidado, visto que a licarina A apresenta dois centros quirais. Outros três metabólitos foram produzidos e exibiram íons de m/z 361 [M+H]+, m/z 315 [M+H]+ e m/z 341 [M+H]+, correspondentes respectivamente a um diol vicinal em C-7\'/C-8\', um aldeído benzóico e um outro aldeído gerado a partir da oxidação da metila terminal em C-9\'. Foi realizado ainda o estudo de metabolismo in vitro com microssomas hepáticos de ratos, sendo que esse estudo foi capaz de reproduzir as reações biomiméticas a partir da produção do mesmo metabólito (2) (apresentando mesmo TR e mesmo espectro de UV). Em relação à toxicidade e aos possíveis danos que a licarina A poderia acarretar, um estudo de toxicidade aguda foi realizado sendo esse capaz de auxiliar na classificação da licarina A, sendo a mesma tóxica em doses > 300mg/kg e 2000mg/kg (categoria 4). Análises dos parâmetros bioquímicos realizadas foram capazes de determinar possível toxicidade hepática, a partir das alterações enzimáticas (AST, ALT, LDH, ALP) ocorridas. Contudo, análise microscópica de cortes dos tecidos (fígado, coração e rins) não determinaram nenhum comprometimento tecidual que pudesse evidenciar toxicidade. / Neolignans and lignans show several biological activities. Licarin A is a dihydrobenzofuranic neolignan, which exhibits leishmanicidal activity. For this reason, licarina A was selected to carry out the studies of in vitro metabolism. So biomimetic reactions were done by the use of [Fe(TPP)Cl] and Mn (Salen) catalysts, different oxidants (PhIO and mCPBA), as well solvents with different polarities (EtOAc, MeOH, ACN, and DCM), and the ratio of 1:30:30 (catalyst:substrate:oxidant). Initially, the reactions were analyzed by GC-MS and showed one major oxidation product of m/z 342 (metabolite A). The less polar solvents (DCM and EtOAc) and Jacobsen catalyst (Mn (Salen)) were more efficient for the production of metabolite A. The reaction time and concentration were increased, but they did not represent a higher production of metabolites. Subsequently these reactions were also analyzed by UPLC-DADMS/ MS and seven metabolites could be identified based on the fragmentation pattern proposed for licarin A, as well as from NMR and MS data of the metabolites isolated by HPLC. A metabolite of m/z 343 [M+H]+ (metabolite 3) was identified by NMR and MS/MS data and it consists of epoxidation in the carbons of C-7\'/C-8\' from licarin A. Therefore, four of the seven metabolites (2, 3, 6 and 7) exhibited m/z 343 [M+H]+ in the MS spectra and the MS/MS showed high similarity with the epoxided metabolite (metabolite 3). So these metabolites could be diasteroisomers of the metabolite 3. Three other metabolites were produced and exhibited ions at m/z 361 [M+H]+, m/z 315 [M+H]+ and m/z 341 [M+H]+, corresponding respectively to a vicinal diol in C-7\'/C-8\', benzylic aldehyde and other aldehyde generated from the oxidation of the terminal methyl at C-9\'. The study of in vitro metabolism by rat liver microsomes was also carried out, and this study was able to reproduce the biomimetic reactions by production of the same metabolite (2). The acute toxicity and potential damage of licarin A were evaluated and the results indicated toxicity for this compound at doses >300mg/kg and 2000mg/kg (category 4). Analysis of biochemical parameters were able to determine possible liver toxicity caused by enzymatic changes (AST, ALT, LDH, ALP). However, microscopic analysis of tissues sections (liver, heart and kidneys) did not show any tissue damage that could indicate toxicity.

O partenolídeo é uma lactona sesquiterpênica do tipo germacrolídeo, considerado como marcador da espécie Tanacetum parthenium e responsável pela atividade biológica do extrato das folhas desta planta. O extrato padronizado é comercializado como medicamento fitoterápico de registro simplificado pela ANVISA para profilaxia de enxaqueca. Além disso, existem vários estudos recentes demonstrando diversas atividades biológicas desta substância, como atividade antineoplásica e antiparasitária. Desta maneira, surge a necessidade de conhecimento da toxicologia deste composto, como os dados farmacocinéticos, farmacodinâmicos e de toxicidade. Neste trabalho foi avaliado o estudo introdutório de metabolismo in vitro do partenolídeo, ou seja, a avaliação dos possíveis metabólitos formados através das reações que mimetizam a oxidação pelo sistema citocromo P-450, utilizando catalisadores biomiméticos e pela biotransformação utilizando microssomas de rato. Através do modelo biomimético foi verificada a formação de um metabólito putativo majoritário, o qual foi isolado da reação do partenolídeo com MCPBA catalisada pela metaloporfirina FeTFPPCl e caracterizado como 1(R),10(R)-epóxi-partenolídeo. A avaliação da reatividade do partenolídeo, neste modelo oxidativo, foi realizada através da variação do agente oxidante e do catalisador. Na catálise em meio biológico utilizando microssoma de rato foi detectado um único metabólito, o qual apresentou espectro de massas e tempo de retenção similar ao produto isolado da reação biomimética com FeTFPPCl e MCPBA, sugerindo desta maneira, tratar-se da mesma substância. Ainda, neste estudo, foram realizados ensaios preliminares de citotoxicidade do partenolídeo e de seu metabólito putativo, sendo ambos os compostos ativos. / Parthenolide is a sesquiterpene lactone (germacrolide moiety) considered as a chemical marker ofTanacetum parthenium species and described as responsible for the biological activity of the leaves extract. The standardized extract is presented in Brazilian market as an herbal medicine for headache preventing (simplified registration at ANVISA). Moreover, several investigations in the literature have demonstrated its antiparasitic and antineoplastic activity. However, there is a need for knowledge on its toxicology, such as pharmacokinetic, pharmacodynamic and toxicity evaluations. Thus, the aim of this work is the in vitro analysis of parthenolide biomimetic metabolism (like cytochrome P-450 system) applying organometallic catalysts and biotransformation by rat microsomes. A major putative metabolite was isolated from parthenolide biomimetic oxidative reaction with MCPBA catalyzed by metalloporphyrin FeTFPPCl and it was characterized as 1(R),10(R)-epoxyparthenolide. The reactivity of parthenolide (at this oxidative model) was performed by varying the oxidizing agent and catalyst amounts. At rat microsome model, only a single metabolite was detected, which showed identical mass spectrum and retention time of the previously isolated putative metabolite (from the biomimetic reaction with MCPBA and FeTFPPCl). In addition, parthenolide and its putative metabolite were preliminary evaluated for the trypanocidal and leishmanicidal activity and both compounds showed significant biological activity.

microssomas hepático de humanos (HLMs) e biotransformação empregando fungos. Anteriormente aos estudos de biotransformação e metabolismo in vitro, todos os métodos propostos foram validados e os resultados corroboraram de acordo com os guiais oficiais. Inicialmente foi desenvolvido um método para determinação simultânea da OXC e os enantiômeros de seu metabólito em meio de cultura empregando a eletroforese capilar. A separação foi realizada utilizando como eletrólito de análise uma mistura da ?-ciclodextrina fosfatada (P-?-CD) 1% (m/v) como seletor quiral em solução tampão tris-fosfato 10 mmol L-1 pH 2,5. O comprimento efetivo do capilar foi 20 cm, a tensão aplicada foi de ?20 kV e a temperatura de análise foi de 15° C. Para esse método, nenhuma técnica miniaturizada de preparação de amostra foi efetiva na extração desses analitos do meio de cultura. Portanto, optou-se por utilizar extração líquidolíquido empregando metil-terc-butil éter como solvente extrator. Os estudos de biotransformação demonstraram enantiosseletividade na formação da licarbazepina (LIC) a partir da OXC para duas espécies de fungos. A espécie Glomerella cingulata (VA1), biotransformou com 100% de fração enantiomérica (fe) o enantiômero (S)-(+)- LIC enquanto que a espécie Beuveria bassiana (ATCC 7159) metabolizou com fe de 79% o enantiômero (S)-(+)-LIC. Um outro método empregando a eletroforese capilar também foi desenvolvido neste trabalho. Este novo método foi empregado para a análise enantiosseletiva dos metabólitos da diHTBZ após o procedimento de metabolismo in vitro empregando microssomas hepático de humanos para o fármaco TBZ e também foi utilizado para análise dos metabólitos diHTBZ após o procedimento de biotransformação da TBZ empregando fungos. Neste método de EC foi utilizada como eletrólito de análise a carboximetil-?-ciclodextrina (CM-?-CD) 1% (m/v) como seletor quiral adicionada em solução tampão tris-fosfato 80 mmol L-1 pH 2,5. O comprimento efetivo do capilar correspondeu a 20 cm e a tensão aplicada foi de +15 kV. A temperatura de análise foi de 15° C. Entre as técnicas miniaturizadas de preparação de amostras avaliadas para extração destes metabólitos diHTBZ tanto em meio microssomal quanto em meio de cultura líquido, a DLLME foi escolhida. Para tanto, utilizando a matriz de meio microssomal (para aplicação dos estudos de metabolismo in vitro da TBZ) foi empregado 75 ?L de diclorometano como solvente extrator e 150 ?L de acetona como solvente dispersor. Os estudos de metabolismo in vitro demonstraram que o perfil cinético do metabolismo da TBZ corresponde a um comportamento de inibição pelo substrato e trata-se de um metabolismo diastereo- e enantiosseletivo. Estes estudos também demonstraram que os enantiômeros dos diastereoisômeros diHTBZ foram catalisados principalmente pela CYP2C19 e o clearance predito sugere que o metabolismo pelo fígado é a principal via para a eliminação da TBZ. Já, nos estudos de biotransformação com fungos para a TBZ, o método por CE foi utilizado e, assim como para o meio microssomal, as técnicas de microextração foram avaliadas. Novamente, foi escolhida a técnica DLLME como técnica de extração, e também foi utilizado 75 ?L de diclorometano como solvente extrator e 150 ?L de acetona como solvente dispersor. Os estudos preliminares de biotransformação da TBZ demonstraram diastereoisomerismo para todos os fungos avaliados, e, adicionalmente, para algumas espécies de fungos, houve também enantiosseletividade na formação dos isômeros. O fungo Chaetomiun globusum (VR10) metabolizou ambos isômeros da diHTBZ, sendo que a produção dos metabólitos foi diastereosseletiva para a formação majoritária do estereoisômero trans-diHTBZ e enantiosseletividade somente na produção do estereoisômero cisdiHTBZ. As espécies Glomerella cingulata (VA1), Mucor rouxii, e Beuveria bassiana (ATCC 7159), metabolizaram diastereoisomericamente e também enantiosseletivamente ambos metabólitos da diHTBZ, sendo que o fungo da espécie Mucor rouxii apresentou um perfil de metabolização bem interessante, com a formação majoritária dos enantiômeros (E1) dos diastereoisômeros cis- e trans- e formação majoritária do metabólito trans-diHTBZ. Os resultados apresentados nesse trabalho demonstraram que somente a DLLME foi efetiva na extração da TBZ em meio microssomal e em meio de cultura. Para analitos com características bastante básicas, como é o caso da OXC, as demais técnicas de microextração avaliadas não foram eficientes nas condições de análise empregadas nesse estudo devido principalmente à dificuldade de manter estes analitos na forma molecular. Porém, a importância deste trabalho recai sobre os resultados obtidos a partir da aplicação dos estudos estereosseletivos de biotransformação com fungos de ambos os fármacos e, principalmente, nos resultados obtidos do metabolismo in vitro da TBZ que corroboram com dados in vivo da literatura e traz novas informações a respeito do metabolismo deste fármaco / Nowadays miniaturized extraction techniques are widely used in many sectors of analytical chemistry because they present several advantages such as: the ability to extract analytes in levels of trace employing minimal or none amounts of organic solvents; facility of automation and speed in the extraction procedure. New methodologies with the aim of producing pure enantiomers of drugs marketed as racemates are also very promising. In this context, this study aimed to evaluate the miniaturized sample preparation techniques, Solid Phase Microextraction (SPME), Hollow Fiber Liquid Phase Microextraction (HF-LPME) and Dispersive Liquid-Liquid Microextraction (DLLME) in extraction of drugs and their metabolites: oxcarbazepine (OXC) and tetrabenazine (TBZ) from complex matrices such as microsomal medium and liquid culture medium for subsequent application in stereoselective in vitro metabolism using human liver microsomes (HLMs) and in biotransformation studies employing fungi as catalytic agent. Prior to the biotransformation and the in vitro metabolism studies, all the proposed methods were validated and the results were in agreement with the official guidelines. Initially, an enantioselective capillary electrophoresis method was developed for the simultaneous determination of OXC and its metabolites in liquid culture medium. The chiral separation was carried out using phosphated ?-cyclodextrin (P-?-CD) 1% (w/v) as the chiral selector in tris-phosphate 10 mmol L-1 pH 2.5 buffer solution. The effective length of the capillary was 20 cm, the applied voltage was ?20 kV and the temperature of analysis was 15 °C. For this method, no miniaturized sample preparation technique was effective in extracting these analytes from the culture medium. Therefore, liquid-liquid extraction using methyl tert-butyl ether as solvent extractor as employed. The biotransformation studies showed enantioselectivity in the formation of licarbazepine (LIC) by two fungus species. The specie Glomerella cingulata (VA1) biotransformed OXC with 100% of enantiomeric fraction (EF) for the (S)-(+)-LIC enantiomer while the fungus Beuveria bassiana (ATCC 7159) metabolized with EF of 79% for the (S)-(+)-LIC enantiomer. Next, another method by capillary electrophoresis was also developed in this work. This new method was employed for the enantioselective analysis of diHTBZ metabolites after in vitro microsomal metabolism of the drug TBZ. Additionally, this method was used to analyze the diHTBZ metabolites after TBZ biotransformation by fungi. The chiral separation of diHTBZ metabolites was performed by using carboxymethyl-?-cyclodextrin (CM-?-CD) 1% (w/v) as the chiral selector added to trisphosphate buffer solution 80 mmol L-1 pH 2.5. The effective length of the capillary was 20 cm and the applied voltage was +15 kV. The analysis temperature was 15 °C. Among the miniaturized sample preparation techniques evaluated for the extraction of diHTBZ metabolites from both matrices, human liver microsomal and in liquid culture medium, DLLME showed to be the most adequate. Therefore, using microsomal medium as matrix 75 ?L dichloromethane as solvent extractor and 150 ?L acetone as disperser solvent was used. The in vitro metabolism of TBZ showed a kinetic profile of inhibition by substrate and demonstrated a diastereo- and enantioselective metabolism. These studies showed also that the enantiomers of the diastereomers of the diHTBZ were catalyzed mainly by CYP2C19 and the predicted clearance suggests that the metabolism by the liver is the major pathway for the elimination of TBZ. For the last, for fungal biotransformation studies with TBZ, 75 ?L was used as extracting solvent of dichloromethane and 150 ?L acetone as solvent disperser for the DDLME procedure. Preliminary biotransformation studies TBZ demonstrated a diastereoisomerism for all evaluated fungi, and additionally for some species of fungi, showed enantioselectivity in the formation of isomers. The fungus Chaetomiun globusum (VR10) metabolized both isomers of diHTBZ, and the production of metabolites was diastereoselective with majority formation of the trans-stereoisomer diHTBZ and enantioselectivity only in the production of cis-stereoisomer diHTBZ. The species Glomerella cingulata (VA1), Mucor rouxii, and Beuveria bassiana (ATCC 7159), metabolized diastereomerically and also enantiosselectivelly both metabolites of diHTBZ. The fungus Mucor rouxii showed an interesting biotransformation profile, with the majority training enantiomers (E1) of cis- and trans- diastereoisomers and majority formation of trans-diHTBZ metabolite. The results presented in this study showed that only DLLME was effective in extracting the TBZ from microsomal and liquid culture medium. For analytes with very basic features such as the OXC, the other evaluated microextraction techniques were not effective under the conditions employed in this study due mainly to the difficulty of keeping these analytes in the molecular form.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5628.pdf: 1395038 bytes, checksum: 50d9a83b9a58334f0e8e2735f43b4abd (MD5) Previous issue date: 2012-06-06 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents the in vitro metabolism of albendazole (ABZ) conducted with microsomal fractions obtained from Wistar rats and performed in analytical and semipreparative scale. Subsequent separation and purification of the major metabolites was accomplished using High Performance Chiral Liquid Chromatography in normal elution mode. The chromatographic separation of ABZ, albendazol sulphoxide (ABZ-SO), albendazole 2-aminesulphone (ABZ-NH2-SO2) and albendazole sulphone (ABZ-SO2) was achieved on a chromatographic chiral column containing amylose tris(3,5-dimethylphenylcarbamate) (15.0 x 0.46 cm i.d.) or (20.0 x 0.70 cm i.d.), hexane:ethanol (55:45) as mobile phase and = 290 nm. Different parameters in the in vitro biotransformation were evaluated in a univariate mode and the best conditions selected as follows: incubation time (6 hours), concentration of ABZ (1.5 mg/mL), concentration of proteins (20 mg/ml) and concentration of reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate dehydrogenase (NADPH; 20 mg/ml). For the NADPH regenerating system was used nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP) 100 mmol/L, glucose-6-phosphate (G6P) 100 mmol/L and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) 100 U/mL. For the microsomal fractions both the calcium aggregation or ultracentrifugation methods were appropriate for microsome isolation. Ultracentrifugation provided the highest protein concentration for the extracted samples (35.2 mg/mL). The sample preparation was conducted by solid phase extraction and the recoveries were within 89 to 109%. The in vitro metabolism in milligram scale allowed the production of 1.0 mg of the (+)- ABZ-SO and 8.0 mg of the (-)-ABZ-SO. The ABZ-NH2-SO2 and ABZ-SO2 were not observed under the biotransformation conditions tested. The in vitro metabolism in milligram scale can be used for the production and purification of metabolites for further pharmacokinetics studies. / Este trabalho apresenta o metabolismo in vitro do albendazol (ABZ), realizado em frações microssomais de fígados de ratos Wistar, em escala analítica e semipreparativa. Posteriormente, a separação e isolamento dos metabólitos majoritários foi realizada com emprego de Cromatografia Liquida Quiral de Alta Eficiência no modo normal de eluição. A separação cromatográfica do ABZ, albendazol sulfóxido (ABZ-SO), albendazol 2-aminosulfona (ABZ-NH2-SO2) e albendazol sulfona (ABZ-SO2) foi obtida utilizando uma coluna cromatográfica quiral tris(3,5-dimetilfenilcarbamato) de amilose em sílica APS-Nucleosil (15,0 x 0,46 cm d.i.) ou (20,0 x 0,70 cm d.i.), fase móvel composta por hexano:etanol (55:45 v/v) e =290 nm. Diferentes parâmetros do processo de biotransformação in vitro foram avaliados, no modo univariado, e as melhores condições selecionadas, sendo estas: tempo de incubação (6 horas), concentração do ABZ (1,5 mg/mL), concentração proteica (20 mg/mL) e concentração de ß-nicotinamida-adenina-dinucleotídeoreduzida (NADPH; 20 mg/mL). Para o sistema regenerador de NADPH, utilizou-se ßnicotinamida- adenina-dinucleotídeo fosfato (NADP) 100 mmol/L, glicose-6-fosfato (G6P) 100 mmol/L e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) 100 U/mL. Para a obtenção das frações microssomais, tanto o método de precipitação com cloreto de cálcio quanto o de ultracentrifugação, foram apropriados para o isolamento dos microssomas. A ultracentrifugação propiciou uma maior concentração protéica para as amostras extraídas (35,2 mg/mL). O preparo das amostras foi realizado por extração em fase sólida, com valores de recuperação de 89 a 109%. O metabolismo in vitro em escala miligrama propiciou a obtenção de 1,0 mg do (+)-ABZ-SO e 8,0 mg do (-)-ABZ-SO. O ABZ-NH2-SO2 e ABZ-SO2 não foram observados nas condições de biotransformação avaliadas. O metabolismo in vitro em escala miligrama pode ser utilizado para a produção e isolamento de metabólitos para posterior estudos farmacocinéticos.

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No. of bitstreams: 1 TeseJOC.pdf: 3485823 bytes, checksum: 6f1dbfbe709a908e9ec5667584683225 (MD5) Previous issue date: 2015-08-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / This work reports studies of in vitro metabolism involving the compound 3-(2-chloro-6-fluorobenzyl)- imidazolidine-2,4-dione (LPSF-PT-31), a new 2-adrenoceptor agonist and, studies of enzyme phenotyping of montelukast, a drug used for the treatment of asthma. The results of this study revealed that LPSF-PT-31 is metabolized via CYP P450s in rat and human liver microsomes, producing only one major hydroxy-metabolite. LPSFPT- 31 showed a higher rate of in vitro metabolism in rats, which suggests a greater exposure to the drug in humans. The structural identification of LPSF-PT-31 metabolite’s was achieved through LC-MSn and 1H-NMR analysis that provided data to conclude that the hydroxylation occurred in the 5th position of the imidazolidine ring yielding to the production of 3-(2-chloro-6-fluorobenzyl)-5-hydroxyimidazolidine-2,4- dione. Related to the studies of enzyme phenotyping of montelukast, it was observed that the glucuronidation is the main clearance pathway of montelukast accounting for ~85% of the total apparent in vitro Clint (CYPs +UGTs) and that the CYP-mediated oxidation accounts only for ~15% to the overall metabolism of the drug, being montelukast acyl-β-D-glucuronide and montelukast 1,2 diol the major metabolites formed via UGTs and CYPs, respectively. Kinetic studies, correlation analysis, inhibition studies and, experiments in expressed CYPs and UGTs revealed that the CYP2C9 and CYP2C8 are comparably involved in the formation of montelukast 1,2- diol. CYP3A4 was responsible for the formation of 21(R)-OH montelukast and 21(S)- OH montelukast, while multiple CYPs catalyzed the formation of 25-OH montelukast (CYP2C8>2C9>3A4>2C19). The direct glucuronidation of montelukast resulted in the formation of montelukast acyl-β-D-glucuronide and of a new metabolite (Mglucuronide) not reported previously and was exclusively catalyzed by isoform UGT1A3. In conclusion, the in vitro data suggest that the applicability of montelukast as a probe of CYP2C8 activity in vitro and in vivo may be severely compromised due to important role of UGT1A3 and involvement of multiple CYPs in its metabolism. In addition, considering the lack of selective markers for UGT1A3, montelukast may be used as a selective marker of the UGT1A3 in vitro and in vivo. / Este trabalho relata estudos de metabolismo in vitro envolvendo o composto 3-(2-cloro-6- fluorobenzil)-imidazolidina-2,4-diona (LPSF-PT-31), um novo agonista adrenérgico 2A, e estudos de fenotipagem enzimática do montelucaste, fármaco utilizado no tratamento da asma. Os resultados do presente estudo revelaram que LPSF-PT-31 é metabolizado via CYP P450s em microssomas de fígado de ratos e humanos, produzindo apenas um hidroxi-metabólito principal. LPSF-PT-31 apresentou uma maior taxa de metabolismo in vitro em ratos, o que sugere uma maior exposição ao fármaco em seres humanos. A identificação estrutural do metabólito do LPSF-PT-31 foi estabelecida através de análises por LC-MSn e 1H-RMN, o que indicou que a reação de hidroxilação ocorreu na posição 5 do anel da imidazolidina levando a produção do metabólito 3-(2-cloro-6-fluorobenzil)-5-hidroxi-imidazolidina-2,4-diona. Em relação aos estudos de fenotipagem enzimática do montelucaste foi observado que a glucuronidação é o principal mecanismo de eliminação deste fármaco, representando ~85% do Clint in vitro aparente total (CYPs +UGTs) e que a oxidação via CYPs representa somente ~15% do Clint in vitro, sendo os metabólitos majoritários formados via UGTs e CYPs o montelucaste acil-β-D-glucuronídeo e o montelucaste 1,2 diol, respectivamente. Estudos cinéticos, de correlação com a atividade enzimática, de inibição e empregando CYPs e UGTs expressas indicaram que as CYP2C9 e CYP2C8 estão comparavelmente envolvidas na formação do montelucaste 1,2 diol. A CYP3A4 foi responsável pela formação dos metabólitos 21(R)-OH montelucaste e 21(S)-OH montelucaste, enquanto múltiplas CYPs catalisam a formação do 25-OH montelucaste (CYP2C8>2C9>3A4>2C19). A glucuronidação direta do montelucaste resultou na formação do montelucaste acil-β- D-glucuronídeo e de um novo metabólito (M-glucuronídeo) não reportado previamente e foi catalisada exclusivamente pela isoforma UGT1A3. Deste modo, os dados in vitro sugerem que a aplicabilidade do montelucaste como marcador da CYP2C8 in vitro e in vivo pode ser severamente comprometida devido ao importante papel da UGT1A3 e o envolvimento de múltiplas CYPs no seu metabolismo. Ainda, considerando a falta de marcadores seletivos para a UGT1A3, montelucaste pode ser utilizado como um marcador seletivo da UGT1A3 in vivo e in vitro.