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Previous issue date: 2013-12-11 / The world impact of cancer is increasing through the years and only a few decades ago it was classified as a worldwide public health problem. Cancer cells display many biochemical and biological peculiarities and the research for new drugs to treat or improve the quality of patient life justify the design of compounds with defined molecular targets to affect biochemical pathways of the tumor. The pyrimidine salvage pathway is one of the cellular pathways that have interesting molecular targets for drug design. The human uridine phosphorylase 1 (hUP1) is a key enzyme of pyrimidine salvage and is responsible for the reversible phosphorolysis of uridine to uracil and ribose-1-phosphate in presence of inorganic phosphate. Uridine is proposed to be a biochemical modulator to counteract the host toxicity caused by chemotherapy with 5-fluorouracil (5-FU). Kinetic characterization data were the starting point for hUP1 inhibitors planning. This work describes synthesis, kinetic and thermodynamic characterization of new compounds; also, results from eukaryotic cell cultured analysis and animal models supported the selection of the most promising compound. From the lead molecule, presenting inhibition values in nanomolar range, chemical replacement experiments were performed in specific spots of the molecule, leading to derived compounds with improved affinity profile. By kinetic characterization and thermodynamic discrimination profile the most potent inhibitors were characterized as competitive and uncompetitve inhibitors towards hUP1 natural substrates uridine and inorganic phosphate, respectively, showing its abilities to form a noncatalytic ternary complex. The cell cultured assessment with our lead compound showed the improved capacity of the compound to boost the sensibility of tumor cells to 5-FU treatment, with no significant influence on normal cells. Likewise, in murine model of mucositis, our data suggest that the lead compound maybe efficient to intestinal mucosa protection and to inhibit the hUP1 enzyme-mediated increase in the uridine plasma levels. Thus, the results presented here strengthen the interest for hUP1 inhibitors and for the uridine use as a biochemical modulator of side effects observed during fluoropyrimidines chemotherapy. / O impacto do c?ncer no mundo vem crescendo ao longo dos anos e h? algumas d?cadas foi classificado como um problema de sa?de p?blica mundial. A busca por novos f?rmacos para o tratamento e para a melhora da qualidade de vida dos pacientes visa o desenho de f?rmacos com alvos moleculares definidos, a fim de atingir rotas metab?licas do tumor. Dentre as rotas celulares, a via de salvamento de pirimidinas apresenta alvos moleculares interessantes para o desenho de poss?veis novos f?rmacos quimioter?picos. A enzima humana uridina fosforilase 1 (hUP1) ? uma das enzimas-chave dessa via, sendo respons?vel pelo controle da concentra??o homeost?tica da uridina, atrav?s da fosfor?lise revers?vel de uridina ? uracil e ribose-1-fosfato na presen?a de fosfato inorg?nico. A uridina tem sido proposta como um modulador para auxiliar na diminui??o dos efeitos adversos gerados durante o tratamento com 5-fluorouracil (5-FU). Os dados da caracteriza??o cin?tica foram utilizados como ponto de partida para o planejamento de novos inibidores da hUP1. Este trabalho descreve a s?ntese desses novos compostos, assim como a caracteriza??o cin?tica e termodin?mica; an?lise em cultura de c?lulas eucari?ticas e experimentos em roedores tamb?m auxiliaram na sele??o de um composto promissor. A partir do composto l?der, com valores de inibi??o na faixa de nanomolar, derivatiza??es qu?micas foram realizadas em locais espec?ficos da mol?cula e a obten??o de compostos com afinidades aprimoradas foi confirmada. A partir da caracteriza??o cin?tica e termodin?mica, determinamos que os melhores inibidores atuam como inibidores competitivos e incompetitivos em rela??o aos substratos naturais da hUP1, uridina e fosfato inorg?nico, respectivamente, revelando a capacidade desses em formar um complexo tern?rio n?o catal?tico. O ensaio em cultura de c?lulas com a mol?cula l?der revelou que o composto ? capaz de elevar a sensibilidade de c?lulas tumorais ao 5-FU, n?o exercendo, entretanto, nenhuma influ?ncia sobre c?lulas normais. Do mesmo modo, no modelo de mucosite intestinal em ratos, o composto apresentou resultados promissores, revelando uma poss?vel prote??o da mucosa intestinal, que pode se dar atrav?s da eleva??o da concentra??o de uridina no plasma. Assim, os resultados aqui apresentados refor?am o interesse na busca de inibidores da enzima hUP1 e na estrat?gia do uso da uridina como um modulador bioqu?mico dos efeitos adversos gerados durante a quimioterapia com fluoropirimidinas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/5482 |
| Date | 11 December 2013 |
| Creators | Renck, Daiana |
| Contributors | Basso, Luiz Augusto |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, BR, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8198246930096637360, 600, 600, 36528317262667714 |
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