A busca de alternativas terapêuticas para o tratamento da doença de Chagas é de grande importância, visto que atualmente existem apenas dois fármacos disponíveis, o benznidazol e o nifurtimox. Ambos apresentam efeitos adversos consideráveis, sendo utilizado, no Brasil, apenas o benznidazol. Compostos nitro-heterocíclicos com atividade frente ao Trypanosoma cruzi, agente causal da doença de Chagas, tem apresentado resultados promissores. Assim, este trabalho abrange o planejamento, síntese, identificação, avaliação da atividade anti-T. cruzi de 5-nitro furfurilidênicos (IC50 T. cruzi) e a citotoxicidade destes compostos frente a macrófagos de linhagem J774 (IC50 J774). A nifuroxazida, composto-protótipo, inspirou as modificações moleculares originando duas séries de compostos furfurilidênicos, uma com estrutura azometínica, série I, e outra com estrutura oxadiazolínica, série II. A escolha de substituintes foi baseada no diagrama de Craig, sendo selecionados dez substituintes para cada série. Foi avaliada a atividade dos vinte compostos planejados frente ao T. cruzi, dos quais os mais ativos foram: 4-butil-[N\'- (5-nitrofuran-2-il)metileno]benzidrazida (4g - IC50 T. cruzi = 1,05 µM, DP = 0,07) e 3-Acetil-5-(4-butilfenil)-2-(5-nitrofuran-2-il)-2,3-di-idro-1,3,4-oxadiazol (5g - IC50 T. cruzi = 8,27 µM, DP = 0,42). Comparados com os fármacos de referência, benznidazol (IC50 T. cruzi = 22,69 µM, DP = 1,96) e nifurtimox (IC50 T. cruzi = 3,78 µM, DP = 0,10), o composto 4g demonstrou atividade anti-T. cruzi superior a ambos. Todos os compostos apresentaram atividade maior do que a nifuroxazida (IC50 T. cruzi = 120,46 µM, DP = 4,06). Para os ensaios de citotoxicidade, obteve-se para o composto mais ativo frente ao T. cruzi, 4g, IC50 J774 = 28,05 µM, DP = 1,05, e para o composto 5g, obteve-se IC50 J774 = > 400 µM, o que representa que a concentração máxima avaliada deste composto não afetou as células. Ambos apresentaram boa seletividade ao efetuar a relação entre o IC50 J774 e o IC50 T. cruzi. Adicionalmente, foram realizados cálculos de propriedades físico-químicas das estruturas tridimensionais dos compostos, seguido pela análise exploratória de dados por análise de agrupamentos hierárquicos (hierarchical clusters analysis - HCA) e análise de componentes principais (principal component analysis, PCA), possibilitando a identificação das propriedades que mais influenciam na atividade anti-T. cruzi nas séries dos compostos estudados. Os resultados indicaram uma forte influência das propriedades ClogP e momento dipolo, evidenciando a necessidade de um equilíbrio lipofílico/hidrofílico no planejamento de novas moléculas com ação anti-T. cruzi. / The search for alternative therapies for the treatment of Chagas disease presents great importance, since there are only two currently available drugs, nifurtimox and benznidazole. Both have considerable adverse effects and, in Brazil, is used only benznidazole. Nitro-heterocyclic compounds with activity against Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease, has shown promising results. Thus, this work includes the design, synthesis, identification, evaluation of anti-T. cruzi activity of 5-nitro-2- furfuriliden (IC50 T. cruzi) and cytotoxicity of these compounds against J774 macrophages cell line (IC50 J774). The nifuroxazide, as a lead compound, inspired the molecular modification leading to two series of furfuriliden compounds, a azometinic structure, series I, and other with oxadiazolinic structure, series II. The choice of substituents was based on the Craig\'s diagram, and ten substituents were selected for each series. We evaluated the activity of twenty compounds designed against T. cruzi, and the most active compounds were: 4-butyl-[N\'-(5-nitrofuran-2-yl) methylene] benzidrazide (4g - IC50 T. cruzi = 1.05 µM, SD = 0.07) and 3-acetyl-5-(4-butylphenyl)-2 -(5-nitrofuran-2-yl)- 2,3-dihydro, 1,3,4-oxadiazole (5g - IC50 T. cruzi = 8.27 µM, SD = 0.42). Compared to the reference drugs, benznidazole (IC50 T. cruzi = 22.69 µM, SD = 1.96) and nifurtimox (IC50 T. cruzi = 3.78 µM, SD = 0.10), the compound 4g demonstrated anti-T. cruzi activity superior to both drugs. All compounds showed better activity than nifuroxazide (IC50 T. cruzi = 120.46 µM, SD = 4.06). For cytotoxicity assays, was found for the most active compound against T. cruzi, 4g, IC50 J774 = 28.05 µM, SD = 1.05, and for compound 5g was obtained IC50 J774 = >400 µM, that represents the maximum concentration of the compound evaluated which did not affect the cells. Both showed good selectivity in the calculation of the ratio between the IC50 T. cruzi and IC50 J774. Additionally, we performed calculations of the physicochemical properties of three-dimensional structures of the compounds, followed by exploratory data analysis including hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA), which contributed to the identification of properties that influence the activity anti-T. cruzi in the series of compounds studied. The findings indicated a significant influence of ClogP and dipole moment properties, pointing out the need of a lipophilic/hydrophilic balance in the designing of novel anti-T. cruzi molecules.

Trypanosoma cruzi, agente causador da Doença de Chagas, é um protozoário intracelular obrigatório. Vários estudos foram realizados visando a caracterização de moléculas de 85-90 kDa, presentes na superfície do parasita bem como de seus possíveis receptores nas células do hospedeiro vertebrado. Um membro da superfamília das gp85/trans-sialidases (Tc85-11), expresso somente na superfície das formas intectivas tripomastigotas e que adere em laminina e em células, foi clonado e caracterizado em nosso laboratório. Peptídeo J, fragmento de Tc85-11 não implicado em adesão a laminina, que contém o motivo conservado na superfamília, com seqüência VTVXNVFLYNR, aqui denominado \"domínio FLY\", foi identificado como sendo responsável pela adesão da porção carboxi-terminal da proteína em células epiteliais e, adicionado ao meio de cultura, promoveu aumento do número de células infectadas por T.cruzi. Seu receptor foi descrito como CK18 (Magdesian et al., 2001). Dando continuidade a esse estudo, em nosso laboratório caracterizamos a porção amino-terminal de CK18 como a região da interação com \"domínio FLY\" e identificamos o provável sítio de ligação, localizado entre os 15 aminoácidos iniciais da proteína. Adicionalmente, com o intuito de determinar a função do \"domínio FLY\", caracterizamos o peptídeo J como molécula extremamente adesiva, interagindo com a superfície de células epiteliais, matriz extracelular e promovendo interação entre tripomastigotas e ECM, possivelmente por meio de interações hidrofóbicas não dependentes de sua estrutura tridimensional adotada na proteína nativa. \"Domínio FLY\" foi caracterizado, ainda, como possível modulador da infecção por tripomastigotas já que, da mesma forma que estimula a invasão quando adicionado ao meio de cultura (Magdesian et al., 2001), promove secreção de proteínas imunorelacionadas com CK18 e ligantes de proteína A para o sobrenadante celular. Esse sobrenadante é capaz de in vitro inibir o processo infectivo do parasita em cerca de 40%. / Trypanosoma cruzi the causative agent of Chagas´ disease is an obligatory intracellular parasite in the mammalian host. Altrough the mechanism of trypomastigotes invasion of host cells has been intensively studied, a final and integrate picture of the process remains elusive. Members of the gp85/trans-sialidase superfamily have been implicated in the parasite-host interaction, with Tc85 family (85 kDa glycoproteins) implicated in the adhesion step. Our laboratory showed that Tc85-11, one member of Tc85 family, is a multi-adhesive molecule, with binding sites located at the amino- and carboxi-portions of the protein. The conserved \"FLY domain\" (peptide J) is present in all members of the family, binds to cytokeratin 18 (CK18) and enhances T. cruzi invasion (Magdesian et al., 2001). Herein, we localized the binding site of \"FLY domain\" on the amino-portion of CK18 and demonstrated an increase of trypomastigotes adhesion to extracellular matrix upon FLY treatment. The \"FLY domain\" can modulate T. cruzi infection in vitro and apparently is responsible for inducing the secretion of molecules by the host that inhibit trypomastigote invasion.

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 doença de Chagas representa um grave problema de saúde em regiões endêmicas que vão desde o sul dos Estados Unidos até a Argentina. O protozoário tripanossomatídeo Trypanosoma cruzi é o agente causador dessa devastadora doença, que afeta milhões de pessoas. Existem em torno de 10 milhões de indivíduos contaminados e pelo menos 25 milhões de pessoas vivem em locais riscos de infecção. Os dois medicamentos, o nifurtimox e o benzonidazol, apresentam sérios efeitos colaterais além de se mostrarem ineficazes na fase crônica da doença. Esse triste perfil, felizmente, tem se alterado com recentes avanços que levaram o ravuconazol, pozaconazol e K11777 para estudos em fase clínica. Com base em seu papel fundamental no ciclo do T. cruzi, a sexta enzima da via glicolítica, a gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (GAPDH) vem sendo considerada um alvo promissor para a descoberta e o desenvolvimento de novos agentes quimioterápicos para o tratamento da doença de Chagas. É amplamente conhecida a importância do planejamento de compostos tanto por método baseado na estrutura do alvo quanto do ligante. A docagem molecular foi usada para a seleção inicial dos compostos para o teste biocalorimétrico, e a partir dessa estratégia foi possível, de 25 compostos. Os parâmetros cinéticos da catálise da TcGAPDH foram determinados (KM = 10,51 ± 0,91 µM, Vmax = 4,18 ± 0,09 x 10-4 mM s-1 e kcat = 85,88 ± 3,22 s-1). Os experimentos cinéticos por ITC possibilitou na identificação de cinco compostos bioativos, sendo três com constante de inibição abaixo de 100 µM (13,21 ± 0,88, 35,00 ± 1,70 e 78,45 ± 2,69 µM). Processos de simulação de dinâmica molecular foram aplicados para a predição do modo de interação dos três compostos com Ki app menores que 100 µM. / Chagas disease is a serious health problem in endemic regions ranging from the southern the United States to Argentina. The protozoan Trypanosoma cruzi is the causative agent of this devastating disease that affects millions of people. Exist about 10 million people infected and at least 25 million people live in risk of local infection. There are only two drugs used to treat Chagas disease during acute phase and it show harmful side effects. This gloomy outlook has changed due to major advances in research of anti-trypanosomatid agents; an example is posaconazole, ravuconazole and K11777 both, which currently is in clinical phase. A promising target that is receiving considerable attention is the enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH, EC 1.2.1.12) a key protein in the glycolytic pathway of trypanosomatids. SBVS methods were used for the selection of 25 compounds and these were assayed against GAPDH using Isothermal Titration Calorimetry. The kinetic parameters of catalysis were determined TcGAPDH (KM = 10.91 ± 0.91 µM, Vmax = 4.18 ± 0.09 x 10-4 mM s-1 and kcat = 85.88 ± 3.22 s-1). The kinetic experiments by ITC allowed the identification of five bioactive compounds, three with inhibition constant below 100 µM. Simulation process of molecular dynamics were applied to predict the mode of interaction for the three compounds with Kiapp less than 100 µM.

Chagas disease, is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi. The available chemotherapy is restricted to two compounds: Nifurtimox and Benzonidazol. The T. cruzi life cycle occurs among invertebrate and vertebrate hosts and its survival strongly depends on its ability to catabolise both, carbohydrates and amino acids to obtain energy. The amino acids have an important role in several biological processes in this parasite. In this context, we studied the L-asparagine (Asn) relevance in the metabolism, differentiation and stress resistance of the T cruzi. Our results have shown that epimastigotes use Asn as carbon source, and contributes with the resistance to nutritional and oxidative stress. The Asn also showed a positive influence in metacyclogenesis and supported the ATP synthesis. Finally, the absence of Asn interfered with the proliferation of the replicative forms of T. cruzi. Taken together, our results suggest the involvement of the Asn metabolism in the protection of T. cruzi when submitted to different stress conditions. / Chagas disease, is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi. The available chemotherapy is restricted to two compounds: Nifurtimox and Benzonidazol. The T. cruzi life cycle occurs among invertebrate and vertebrate hosts and its survival strongly depends on its ability to catabolise both, carbohydrates and amino acids to obtain energy. The amino acids have an important role in several biological processes in this parasite. In this context, we studied the L-asparagine (Asn) relevance in the metabolism, differentiation and stress resistance of the T cruzi. Our results have shown that epimastigotes use Asn as carbon source, and contributes with the resistance to nutritional and oxidative stress. The Asn also showed a positive influence in metacyclogenesis and supported the ATP synthesis. Finally, the absence of Asn interfered with the proliferation of the replicative forms of T. cruzi. Taken together, our results suggest the involvement of the Asn metabolism in the protection of T. cruzi when submitted to different stress conditions.

Buscando sintetizar análogos de PAF imobilizados em resina para isolamento dos correspondentes receptores T. cruzi, foi adotada uma estratégia de síntese convergente que implicava no acoplamento à resina de uma cadeia hidrofóbica análoga à presente no fosfolipídio. Através de modificação sequencial do reagente comercial D-Manitol para sua ligação à resina, os análogos seriam sintetizados em um total de 12 etapas. Após a obtenção com sucesso do primeiro intermediário e de dificuldades na obtenção do segundo intermediário, a preparação de derivados de PAF a partir de D-Manitol foi abandonada já que revisão da literatura demonstrou ser possível a síntese destes mesmos análogos em apenas cinco etapas. A nova rota sintética adotada teve como ponto de partida a fosfatidilcolina extraída de gemas de ovos e, através desta nova abordagem, foram sintetizados com sucesso três intermediários. Devido a dificuldades na adaptação de protocolos sintéticos clássicos a compostos carregados como os fosfolipídios, não foi possível a obtenção dos derivados de PAF inicialmente propostos. Os estudos de bioinformática, os quais visaram localizar a sequencia deste provável receptor de PAF no proteoma do parasita, sugerem a existência de proteínas com características de receptores de membrana acoplados à proteína G (GPCRs) e entre estas, possivelmente receptores de PAF a serem explorados na terapia da doença de Chagas. / In order to synthesize resin-immobilized PAF analogs to further promote the isolation of the T.cruzi correlative receptor, we adopted a convergent synthesis strategy. The strategy implied the coupling between the resin and a hydrophobic chain resembling PAF, in which resin-immobilized PAF analogs would be synthesized by means of sequencial 12 step modification of commercially available reagent D-manitol. Despite successful achievement of the first intermediary, the synthesis of the second intermediary was accompanied by difficulties which led to an extensive literature review and subsequent change of synthetic route. The preffered route was a 5 step approach with egg phosphatidilcholine as the starting material, which rendered the successful synthesis of three intermediates. However, due to difficulties to adapt classical synthetic protocols to charged compounds as phospholipids, we could not obtain the initially proposed PAF analogs. Bioinformatic studies were conducted in order to locate the aminoacid sequence of the probable PAF receptor in T.cruzi proteome. Our data suggest the existence of a receptor resembling G protein coupled membrane receptors (GPCRs), which probably include PAF receptors, which, in turn, might be a potential target to the treatment of Chagas disease.

A busca de alternativas terapêuticas para o tratamento da doença de Chagas é de grande importância, visto que atualmente existem apenas dois fármacos disponíveis, o benznidazol e o nifurtimox. Ambos apresentam efeitos adversos consideráveis, sendo utilizado, no Brasil, apenas o benznidazol. Compostos nitro-heterocíclicos com atividade frente ao Trypanosoma cruzi, agente causal da doença de Chagas, tem apresentado resultados promissores. Assim, este trabalho abrange o planejamento, síntese, identificação, avaliação da atividade anti-T. cruzi de 5-nitro furfurilidênicos (IC50 T. cruzi) e a citotoxicidade destes compostos frente a macrófagos de linhagem J774 (IC50 J774). A nifuroxazida, composto-protótipo, inspirou as modificações moleculares originando duas séries de compostos furfurilidênicos, uma com estrutura azometínica, série I, e outra com estrutura oxadiazolínica, série II. A escolha de substituintes foi baseada no diagrama de Craig, sendo selecionados dez substituintes para cada série. Foi avaliada a atividade dos vinte compostos planejados frente ao T. cruzi, dos quais os mais ativos foram: 4-butil-[N\'- (5-nitrofuran-2-il)metileno]benzidrazida (4g - IC50 T. cruzi = 1,05 µM, DP = 0,07) e 3-Acetil-5-(4-butilfenil)-2-(5-nitrofuran-2-il)-2,3-di-idro-1,3,4-oxadiazol (5g - IC50 T. cruzi = 8,27 µM, DP = 0,42). Comparados com os fármacos de referência, benznidazol (IC50 T. cruzi = 22,69 µM, DP = 1,96) e nifurtimox (IC50 T. cruzi = 3,78 µM, DP = 0,10), o composto 4g demonstrou atividade anti-T. cruzi superior a ambos. Todos os compostos apresentaram atividade maior do que a nifuroxazida (IC50 T. cruzi = 120,46 µM, DP = 4,06). Para os ensaios de citotoxicidade, obteve-se para o composto mais ativo frente ao T. cruzi, 4g, IC50 J774 = 28,05 µM, DP = 1,05, e para o composto 5g, obteve-se IC50 J774 = > 400 µM, o que representa que a concentração máxima avaliada deste composto não afetou as células. Ambos apresentaram boa seletividade ao efetuar a relação entre o IC50 J774 e o IC50 T. cruzi. Adicionalmente, foram realizados cálculos de propriedades físico-químicas das estruturas tridimensionais dos compostos, seguido pela análise exploratória de dados por análise de agrupamentos hierárquicos (hierarchical clusters analysis - HCA) e análise de componentes principais (principal component analysis, PCA), possibilitando a identificação das propriedades que mais influenciam na atividade anti-T. cruzi nas séries dos compostos estudados. Os resultados indicaram uma forte influência das propriedades ClogP e momento dipolo, evidenciando a necessidade de um equilíbrio lipofílico/hidrofílico no planejamento de novas moléculas com ação anti-T. cruzi. / The search for alternative therapies for the treatment of Chagas disease presents great importance, since there are only two currently available drugs, nifurtimox and benznidazole. Both have considerable adverse effects and, in Brazil, is used only benznidazole. Nitro-heterocyclic compounds with activity against Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease, has shown promising results. Thus, this work includes the design, synthesis, identification, evaluation of anti-T. cruzi activity of 5-nitro-2- furfuriliden (IC50 T. cruzi) and cytotoxicity of these compounds against J774 macrophages cell line (IC50 J774). The nifuroxazide, as a lead compound, inspired the molecular modification leading to two series of furfuriliden compounds, a azometinic structure, series I, and other with oxadiazolinic structure, series II. The choice of substituents was based on the Craig\'s diagram, and ten substituents were selected for each series. We evaluated the activity of twenty compounds designed against T. cruzi, and the most active compounds were: 4-butyl-[N\'-(5-nitrofuran-2-yl) methylene] benzidrazide (4g - IC50 T. cruzi = 1.05 µM, SD = 0.07) and 3-acetyl-5-(4-butylphenyl)-2 -(5-nitrofuran-2-yl)- 2,3-dihydro, 1,3,4-oxadiazole (5g - IC50 T. cruzi = 8.27 µM, SD = 0.42). Compared to the reference drugs, benznidazole (IC50 T. cruzi = 22.69 µM, SD = 1.96) and nifurtimox (IC50 T. cruzi = 3.78 µM, SD = 0.10), the compound 4g demonstrated anti-T. cruzi activity superior to both drugs. All compounds showed better activity than nifuroxazide (IC50 T. cruzi = 120.46 µM, SD = 4.06). For cytotoxicity assays, was found for the most active compound against T. cruzi, 4g, IC50 J774 = 28.05 µM, SD = 1.05, and for compound 5g was obtained IC50 J774 = >400 µM, that represents the maximum concentration of the compound evaluated which did not affect the cells. Both showed good selectivity in the calculation of the ratio between the IC50 T. cruzi and IC50 J774. Additionally, we performed calculations of the physicochemical properties of three-dimensional structures of the compounds, followed by exploratory data analysis including hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA), which contributed to the identification of properties that influence the activity anti-T. cruzi in the series of compounds studied. The findings indicated a significant influence of ClogP and dipole moment properties, pointing out the need of a lipophilic/hydrophilic balance in the designing of novel anti-T. cruzi molecules.

trans-Sialidase de Trypanosoma cruzi (TcTS) pertence à família de glicoproteínas de superfície do parasita e constitui um dos poucos exemplos naturais de glicosiltransferases superficiais encontradas em eucariotes. T. cruzi é incapaz de sintetizar ácido siálico e utiliza esta enzima para retirar este monossacarídeo de glicoconjugados do hospedeiro para sialilar moléculas aceptoras, como mucina-GPI (glicosilfosfatidilinositol), presentes na sua membrana plasmática. Esta enzima é específica em catalisar, preferencialmente, a transferência de ácido siálico para moléculas de mucina, originando ligações -2,3 com moléculas de galactose aceptoras na superfície do parasita. Considerando a heterogeneidade das moléculas de mucina de T. cruzi, é necessário que novas moléculas sejam sintetizadas a fim de que estas atuem como substratos glicopeptídicos, os quais podem levar ao melhor entendimento das interações entre enzima e substratos e permitir o planejamento racional de inibidores seletivos. Por isso, o trabalho foi divido em três rotas sintéticas: (i) preparação do doador de galactose, (ii) preparação dos aceptores-doadores e (iii) acoplamento dos dissacarídeos com aminoácidos aceptores para obtenção dos blocos de construção. Apesar dos objetivos propostos inicialmente não terem sido totalmente alcançados, o trabalho desenvolvido durante esse período permitiu a síntese do doador de galactose (3) em três etapas, aceptor de galactose (6) em cinco etapas, dissacarídeo (11) na glicosilação de 6 com 3, aminoácidos aceptores (13 e 14) e também dos blocos de construção (17 e 18) decorrente do acoplamento de 11 com os aminoácidos aceptores. Não obstante, é importante ressaltar que apesar da extensa rota planejada, porém necessária, a síntese dos blocos de construção é inédita. Portanto, pode-se concluir que o trabalho trouxe relevante contribuição no que diz respeito à química de carboidratos e à disponibilização de dados espectrométricos de compostos orgânicos para a literatura. / Trypanosoma cruzi trans-sialidase (TcTS) belongs to the family of glycoproteins expressed on the surface of the parasite and constitutes one of the few examples of natural surface glycosyltransferases found in eucariotes. T. cruzi can not synthesize sialic acid itself and uses this enzyme to scavenge this monosaccharide from host glycoconjugates to sialylate acceptors molecules, such as GPI (glycosylphosphatidylinositol) mucins, that are present in parasite plasma membrane. This enzyme is specific to catalyze, preferentially, the transference of sialic acid to mucin glycoproteins, generating -2,3-linkages with acceptor galactose molecules in the parasite surface. Considering the heterogeneity of T. cruzi mucin molecules, its necessary to synthesize new compounds that can act as glycopeptide substrates, leading to a better understanding concerning the enzyme and substrates and allow the rational design of some selective inhibitors. Thus, this work was developed in three synthetic routes: (i) the synthesis of galactose donor, (ii) synthesis of donor-acceptors and (iii) coupling between disaccharides and acceptors amino acids in order to obtain building blocks. Despite of some objectives initially proposed had not been accomplished, the developed work during this period allow the synthesis of the galactose donor (3) in three steps, donor-acceptor (6) in five steps, disaccharide (11), acceptors amino acids (13 and 14) and also the building blocks (17 and 18). However, its important highlight that the synthesis of the building blocks by this necessary, but extensive, synthetic route is unpublished. Therefore, it can be concluded that the present work brought rich contribution concerning the carbohydrate chemistry and the availability of spectrometric data of organic compounds to the literature.

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

Uma biblioteca genômica de T. cruzi, construída no vetor λgt11, foi selecionada com um soro anti-tripomastigota. Dois clones, denominados B12 e B13, foram isolados, verificando-se que expressam proteínas que contém repetições seriadas de 20 aminoácidos (B12) e 12 aminoácidos (B13). Os insertos respectivos foram subclonados e expressos em fusão com β-galactosidase no vetor pMSgt11. A caracterização dos antígenos em T. cruzi foi feita por Western blot, utilizando soros de coelho contra as proteínas de fusão ou anticorpos imuno-selecionados de soros de pacientes chagásicos. Concluiu-se que B12 corresponde a antígenos de 230 kDa e 200 kDa expressos em tripomastigotas e epimastigotas, respectivamente. Anticorpos contra B13 reconheceram antígenos de 140 kDa e 116 kDa nas duas formas evolutivas. A imunoprecipitação de parasitas radioiodados indicou que o antígeno de 140 kDa está localizado na superfície de tripomastigotas, enquanto os demais polipeptídios correspondem a antígenos internos em ambos os estágios evolutivos. As proteínas recombinantes B12 e B13 foram avaliadas no diagnóstico sorológico da doença de Chagas por radioimunoensaio. Foi feito um levantamento com 128 soros, sendo 70 de pacientes chagásicos, 38 de pacientes com outras parasitoses e 20 de indivíduos normais. B12 e B13 obtiveram índices Kappa, que estimam a proporção de acertos verdadeiros, de 0,94 e 0,61, respectivamente. Esses resultados indicam que o antígeno B13 é um candidato potencial para ser empregado no diagnóstico sorológico da doença de Chagas. Os insertos dos clones B12 e B13 foram usados como sondas para o isolamento de clones genômicos de uma biblioteca em λEMBL3.O mapa de restrição de uma região de 32 kb do genoma de T. cruzi indicou que os genes B12 e B13 são contíguos. Em ensaios de Northern blot B12 hibridizou com transcritos de 7,2 e 8,8 kb e B13 com mRNAs de 3,5 e 4,2 kb. O arranjo genômico de B12 e B13, deduzido de Southern blots de DNA e de cromossomos separados por eletroforese de campo pulsado, é compatível com genes de cópia única. A seqüência completa de um gene homólogo a B13 foi previamente descrita por Buschiazzo e cols. (Mol. Biochem. Parasitol, 54: 125-128, 1992), indicando que 75 repetições seriadas de 36 pb estão presentes em um único bloco. A seqüência completa do gene B12 e da região intergênica entre B12 e B13 foi determinada. B12 codifica uma proteína de 223 kDa contendo um domínio de 173 aminoácidos repetido 3 vezes ao longo da proteína e intercalado por blocos contendo um número variável de repetições seriadas de 20 aminoácidos. A estrutura de B12 é peculiar, uma vez que em outros antígenos de T. cruzi clonados as repetições seriadas estão contidas em um único bloco. Uma busca no banco de dados GenBank demonstrou homologia com proteínas ricas em prolina, incluindo a subunidade pesada da proteína triplet de neurofilamento (NF-H)de mamíferos. Um terceiro gene, denominado B11, e que hibridiza com um transcrito de 5,5 kb, foi localizado a cerca de 9,5 kb a montante de B12. Análises de Southem blot, feitas a partir de DNA de T. cruzi digerido com enzimas de restrição ou de cromossomos, demonstrou que B11 apresenta múltiplas cópias dispersas no genoma do parasita. A seqüência nucleotídica de um fragmento de 0,7 kb de B11 revelou homologia, a nível protéico, com o produto de TRS-1, um elemento semelhante a retrotransposon, isolado de T. brucei (Murphy et al.: J. Mol. Biol. , 195: 855-871, 1987). / Characterization of two contiguous antigen genes of Trypanosoma cruzi presenting immunodominant repetitive epitopes A genomic library of T. cruzi in the vector λgt11 was screened with antitrypomastigote serum. Two clones, named B12 and B13, were isolated and shown to express proteins which contain tandemly repeated units of 20 amino acids (B12) and 12 amino acids (B13). lnserts from clones B12 and B13 were subcloned in the vector pMSgt11 and expressed as β-galactosidase fusion proteins. The characterization of T. cruzi antigens coded by recombinants B12 and B13 was performed by Western blot, using either rabbit antisera to the fusion proteins or immunoselected antibodies from chagasic patients. It was concluded that B12 corresponds to antigens of 230 kDa and 200 kDa found, respectively, both in trypomastigotes and epimastigotes, whereas B13 corresponds to polypeptides of 140 kDa and 116 kDa expressed in both evolutive stages. Immunoprecipitation of radioiodinated parasites indicates that the 140 kDa antigen is located on the surface of trypomastigotes, whereas the other polypeptides correspond to internal antigens. B12 and B13 recombinant proteins were evaluated by radioimmunoassay in the serological diagnosis of Chagas\' disease. Analysis of 128 sera from 20 normal individuals, 70 chagasic patients and 38 patients with other parasitoses indicated kappa indexes of 0.94 and 0.61, respectively, for the B12 and B13 proteins. These data indicate that B13 polypeptide is a potential candidate for the diagnosis of Chagas\' disease. The inserts of B12 and B13 were used to isolate genomic clones from a λEMBL3 library. The restriction map of a region of 32 kb from T. cruzi genome indicated that B12 and B13 genes are contiguous. Northern blots showed that B12 corresponds to 7.2 and 8.8 kb mRNAs, whereas B13 hybridizes to transcripts of 3.5 and 4.2 kb. Southern blot analysis of total digested T. cruzi DNA and pulse field-separated chromosomes lead to the conclusion that B12 and B13 correspond to single copy genes. The entire sequence of a gene homologous to B13 was previously reported (Buschinazzo et aI.: MoI. Biochem. Parasitol. , 54: 125-128, 1992), indicating that ca. 75 units of the 36 bp repeat motif are organized in a single cluster. The complete sequence of B12 gene and the intergenic region between B12 and B13 genes were determined. B12 encodes a 223 kDa protein bearing a 173 amino acids motif repeated 3 times along the sequence and intercalated by clusters containing a variable number of tandemly repeated 20 amino acids units. The sequence of B12 gene is peculiar since in other cloned antigen genes of T. cruzi the repeat units are generally located in a single cluster. A search for homology, with the BLAST program, revealed some homology to proline-rich proteins, like mammalian heavy neurofilament subunit (NF-H). A third gene, denominated B11 and hybridizing to a 5.5 mRNA species, was identified 9.5 kb upstream from the 5\' end of B12 gene. Southern blots of digested DNA and pulse field-separated chromosomes hybridized with the B11 probe, indicating that B11 is a multicopy gene distributed in many chromosomes. The nucleotide sequence of a 0.7 kb fragment from B11 was determined and a search in GenBank database, performed with BLAST program, revealed a significant homology at the protein leveI to the product of TRS-l element, a retrotransposon-like sequence of T. brucei (Murphy et aI.:J MoI. Biol., 195:855-871).