A nível mundial, os protozoários Trichomonas vaginalis, Leishmania amazonensis e Plasmodium falciparum são responsáveis por um grande número de infecções parasitárias, com maior destaque para a malária, com 438.000 mortes anuais. A problemática envolvida no combate a estas infecções está no seu tratamento, especialmente pela resistência dos parasitos aos fármacos comumente utilizados. Portanto, considerando a necessidade de novas alternativas terapêuticas, este trabalho, através da abordagem da valorização de resíduos, do uso de produtos naturais como fonte de moléculas bioativas e da utilização da ferramenta semissíntese, visou à obtenção de compostos com atividade antiprotozoária, especialmente atividade antimalárica. Os compostos naturais ácidos ursólico (AU) e betulínico (AB) foram extraídos do subproduto de uma indústria de suco de maçã (Malus domestica) e das cascas do Platanus acerifolia, respectivamente, e foram planejados novos derivados por modificação nas posições C-3 e C-28. Duas séries de derivados do AU e AB foram preparadas e identificadas, totalizando 24 compostos, que foram avaliados frente à cepa de P. falciparum resistente à cloroquina (W2), e frente a T. vaginalis e L. amazonensis. Os compostos modificados apenas em C-3 foram os mais ativos contra os três protozoários. O composto ácido 3β-acetil betulínico (100 μM) reduziu a viabilidade de trofozoítos de T. vaginalis em cerca de 74%, e o ácido 3β-isobutíril ursólico (100 μM) inibiu o crescimento de promastigotas de L. amazonensis em cerca de 55%. De forma mais significativa, o ácido 3β-butiril betulínico apresentou relevante atividade antimalárica, IC50=3,4 μM. Além disso, os compostos não apresentaram significativa citotoxicidade frente a células de mamíferos (VERO) e células de hepatoma humano (HepG2), apresentando alto índice de seletividade aos parasitos. Nanoemulsões e nanocápsulas de núcleo lipídico do composto 3β-butanoil betulínico foram desenvolvidas com sucesso através do método de nanoemulsificação espontânea e nanoprecipitação, respectivamente, e o método CLAE-UV se mostrou adequado para a quantificação do derivado triterpênico nas nanoestruturas. Apesar de apresentar atividade antimalárica in vitro, o composto ácido 3β-butanoil betulínico livre e incorporado na nanoemulsão não apresentou atividade no modelo in vivo, não apresentando, portanto, correlação in vitro - in vivo. Isto ocorreu, provavelmente, devido à baixa solubilidade do composto, que não alcançou o sítio ativo em uma concentração satisfatória para sua ação. De forma geral, os dados obtidos neste trabalho contribuem para o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas de baixo custo, visto que o aproveitamento de resíduos, assim como a utilização de produtos naturais e de processos de semissíntese são estratégias pouco onerosas. Ainda, mostramos de forma inédita a viabilidade da incorporação de compostos triterpênicos em sistemas nanocarreadores biodegradáveis (nanoemulsões e em nanocápsulas de núcleo lipídico), utilizando nanoprecipitação, uma metodologia simples, eficaz e reprodutível. / The protozoans Trichomonas vaginalis, Leishmania amazonensis and Plasmodium falciparum are responsible for a large number of parasitic infections in worldwide, especially malaria, with 438,000 deaths annually. The main problems involved in the combat of these infections involve the treatment, especially by the resistance of parasites to commonly used drugs. Therefore, considering the need for new therapeutic alternatives, this work, through the recovery of waste, the use of natural products as a source of bioactive molecules and the use of semisynthesis tool, aimed to obtain compounds with antiprotozoal activity, particularly antimalarial activity. The ursolic acid (UA) was isolated from apple pomace (Malus domestica) obtained from a local juice manufacture, and betulinic acid (BA) from barks of Platanus acerifolia, and these compounds were modified at C-3 and C-28 positions. Two series of UA and BA derivatives were prepared and identified, totaling 24 compounds, which were tested against the P. falciparum chloroquine resistant strain (W2), T. vaginalis and L. amazonensis. Against all protozoans, compounds only modified at C-3 were the most active. The compound 3β-acetyl betulinic acid (100 μM) reduced the trophozoites viability of T. vaginalis nearly 74% and 3β-isobutyryl ursolic acid (100 μM) inhibited the growth promastigotes of L. amazonensis by 55%. More significantly, the 3β-butyryl betulinic acid showed significant antimalarial activity, IC50 = 3.4 μM. Moreover, the compounds did not shown significant toxicity against mammalian cells (VERO) and human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells, demonstrating high selectivity index towards parasites. Nanoemulsions and lipid-core nanocapsules of the compound 3β-butanoyl betulinic were successfully developed by spontaneous nanoemulsification and nanoprecipitation method, respectively, and HPLC-UV method was adequate for the quantification of the triterpene derivative in the nanostructures. In spite of the in vitro antimalarial activity, the compound 3β-butanoyl betulinic acid free and incorporated in the nanoemulsion showed no activity in the in vivo model, not presenting in vitro - in vivo correlation. This was probably due to the low solubility of the compound, which not reached the active site in a concentration satisfactory for its action. Overall, the data obtained in this study contribute to the development of new and low cost therapeutic alternatives, since the utilization of wastes, as well as the use of natural products and semisynthesis process are inexpensive strategies. In addition, it was demonstrated in an unprecedented way the feasibility of the incorporation of triterpenic compounds in biodegradable nanocarrier systems (nanoemulsions and lipid-core nanocapsules) using nanoprecipitation, a simple, effective and reproducible methodology.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:lume56.ufrgs.br:10183/166297 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Cargnin, Simone Tasca |
| Contributors | Gnoatto, Simone Cristina Baggio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul, instacron:UFRGS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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