1 fiocruz substâncias com potencial atividade anti-hiv e/ou antimalarial. claudia regina brandão...
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1
FIOCRUZ
Substâncias com potencial atividade anti-HIV e/ou antimalarial.
Claudia Regina Brandão Gomes
Instituto de Tecnologia em Fármacos - Far-Manguinhos
Fiocruz
2
FIOCRUZ
3
FIOCRUZ
4
FIOCRUZ
Dados da UNAIDS – WHO
(Dezembro de 2007)
5
FIOCRUZ
Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV)
6
FIOCRUZ
Ciclo de vida do HIV
7
FIOCRUZ
Inibidores da Transcriptase Reversa do HIV análogos de nucleosídeos.
8
FIOCRUZ
Inibidores da Transcriptase Reversa do HIV análogos de nucleotídeos.
9
FIOCRUZ
Inibidores da Transcriptase Reversa do HIV não nucleosídicos.
10
FIOCRUZ
Licença Compulsória do Efavirenz
O efavirenz é utilizado por 70.000 pacientes no Brasil (38% dos pacientes em tratamento)
Desde novembro de 2006, o governo brasileiro vem tentando negociar com a empresa detentora da patente deste medicamento – a Merck Sharp & Dohme – uma redução do preço
11
FIOCRUZ
Inibidor de Fusão
Fuzeon
12
FIOCRUZ
Alguns inibidores da Protease do HIV.
13
FIOCRUZ
No MestradoO2N
NH2
EtO2C
HEtO
CO2Et O2N
NH
EtO2C CO2Et
O2N
NH
O
CO2Et
Etanolrefluxo
Dowtherm A / refluxo
1) BSTFA / Solvente2) 1 / Solvente / ácido de Lewis
O2N
N
O
CO2Et
OBzO
OBzOBz
2
Ácidos de Lewis: TMSOTf SnI2
SnBr2
SnCl2 SnF2Solventes: acetonitrila benzonitrila
1 =OAc
OBzO
OBzOBz
14
FIOCRUZ
O2N
N
O
CO2Et
OBzO
OBzOBz
2
O2N
N
O
CO2Et
OHO
OHOH
O2N
N
O
CO2Me
OHO
OHOH
O2N
N
O
CO2H
OHO
OHOH
3a
a = H2 (excesso) / Pd/C 10%b = 1) NH3 / MeOH 0,04N 2) Dowex 50 H+
c = 1) NaOEt / EtOH 0,04N 2) Dowex 50 H+
d = 1) NaOMe / MeOH 0,04N 2) Dowex 50 H+
3b
b
3c
H2N
N
O
CO2H
OHO
OHOH4 a
d
c
15
FIOCRUZ
No Doutorado
N
O
CO2Et
OBzO
OBzOBz
2a-d
OAc
OBzO
OBzOBz
NH
O
CO2EtR
R = 6-Me; 6-NO2; 7-Me; 7-NO2
R
1=
N
O
CO2Me
OHO
OHOH
3b, d-f
R
a = 1) BSTFA /CTMS / CH3CN 2) 10 / CH3CN / TMSOTfb = 1) Na2CO3 / MeOH / t. amb. 2) Dowex 50 H+
c = 1) NaIO4 suportado em resina /MeOH 2)NaBH4 suportado em resina / MeOH N
O
CO2Me
OHO
OHOH
R
5a: R = 6-Me;5b: R = 7-Me;5c: R = 6- NO2;5d: R = 7-NO2
a b
c
16
FIOCRUZ
17
FIOCRUZ
HEPT
Ainda no Doutorado
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FIOCRUZ
NH2
EtO2C
HEtO
CO2Et
NH
EtO2C CO2Et
NH
O
CO2Et
Etanolrefluxo
Dowtherm A refluxo
1) BSTFA / CTMS / CH3CN2) cadeia acíclica / TMSOTf
RR R
O
O
O
O O H2SO4O
OAcAcO
cadeia acíclica
quinolonas
R = 6-Me; 6-NO2; 7-Me
N
O
CO2EtR
OAcO
6a: R = 6-Me;6b: R = 7-Me;6c: R = 6-NO2
1) NaOH / EtOH 0,07N2) Dowex 50 H+
N
O
CO2HR
OHO
7a: R = 6-Me;7b: R = 7-Me;7c: R = 6-NO2
19
FIOCRUZ
20
FIOCRUZ
21
FIOCRUZ
Oswaldo Cruz Formou-se em medicina em 1892.
Especializou-se em Bacteriologia.
Em 1900 é inaugurado Instituto Soroterápico Federal.
Em 1902, Oswaldo Cruz assume a direção-geral do Instituto.
22
FIOCRUZ
Do Instituto Soroterápico Federal à Fundação Oswaldo Cruz.
1907 Instituto de Patologia Experimental de Manguinhos
1908 Instituto Oswaldo Cruz
1974 Fundação Oswaldo Cruz
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FIOCRUZ
Parte do Organograma da Fundação Oswaldo Cruz.
24
FIOCRUZ
IPEC
INCQS
25
FIOCRUZ
ICICT
26
FIOCRUZ
Centro de Pesquisa Aggeu Magalhães
Centro de Pesquisa René Rachou
Centro de Pesquisa Leônidas e Maria Deane
27
FIOCRUZ
Bio-Manguinhos
Antigo Laboratório de Tecnologia em Produtos Biológicos de Manguinhos.
Maior produtor de vacinas e kits e reagentes para diagnóstico
de doenças infecto-parasitárias da América Latina.
28
FIOCRUZ
Antigo Laboratório de Tecnologia em Quimioterápicos de Manguinhos.
Instituto de Tecnologia em Fármacos / Far-Manguinhos
Capacidade instalada de 1,62 bilhão de unidades farmacêuticas.
Far-Manguinhos
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FIOCRUZ
Instituto de Tecnologia em Fármacos / Far-Manguinhos.
Missão
Contribuir para a promoção da saúde pública por meio da produção de medicamentos, do desenvolvimento
tecnológico e da difusão de conhecimentos.
Visão
Ser um centro de referência da pesquisa, do desenvolvimento e da produção farmacêutica brasileira.
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FIOCRUZ
Os laboratórios atuam nas seguintes áreas:
Química de produtos naturais
Síntese orgânica
Farmacologia aplicada
Plataforma analítica
31
FIOCRUZ
Síntese Orgânica
A prioridade do setor é buscar soluções para a síntese de
fármacos com atividade sobre AIDS e doenças negligenciadas,
como:
AIDS
malária
doença de Chagas
leishmaniose
tuberculose
hanseníase
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FIOCRUZ
Síntese em escala laboratorial de antiretrovirais
HO
O
NH
NH
H
OH
S
Ph
O NHC(CH3)3
. CH3SO3H
Mesilato de Nelfinavir
O
HN
O
OH
Ph
NH
Ph
N
O
NH
O
Lopinavir
O início do Grupo AIDS em Far-Manguinhos
O
H3CO NH
O
HN
OH
N
NH
O
HN
O
OCH3
N
Ph atazanavir
N
N N
N
NH2
O
Me
P
O
Fumarato de tenofovir
OO
OO
OO
O
O
HOOC
COOH
.
33
FIOCRUZ
Atividade dos inibidores de protease do HIV frente a cepas do P. falciparum.
P. falciparum clones IC50a (µM) ±DP
Fármaco HB3 D6 Dd2 W2
Saquinavir 5,6 ±0,4 4,8 ±1,2 4,3 ±1,2 1,1 ±0,5
Ritonavir 4,7 ±0,2 7,9 ±1,9 6,9 ±2,5 1,2 ±0,5
Indinavir 5,8 ±0,9 15,6 ±2,6 31,2 ±9,4 4,1 ±2,4
Nelfinavir 15,2 ±0,1 23,0 ±3,5 19,1 ±5,5 6,5 ±2,3
Amprenavir 51,9 ±22,4 25,0 ±8,3 17,4 ±12,2 33,3 ±6,6
Lopinavir 1,4 ±0,2 2,0 ±0,4 2,1 ±0,2 0,9 ±0,2
Atazanavir 6,8 ±0,3 11,6 ±2,5 7,1 ±1,3 2,5 ±1,0 a - IC50 concentração inibitória de 50% do crescimento do parasita.
34
FIOCRUZ
Mapa da Malária no mundo
OMS 2007
35
FIOCRUZ
Mapa da Malária no Brasil
36
FIOCRUZ
Ciclo de vida do Plasmodium
Anopheles fêmea
Cunico, W.; Carvalho, S.A.; Gomes, C.R.B.; Marques, G.H. Rev. Bras. Farm. 2008, 89, 49.
37
FIOCRUZ
Malária
Situação atual:
Baixo investimento
Resistência aos fármacos
Alta toxicidade dos fármacos mais utilizados
Necessidade de fármacos com novos mecanismos de ação (alvos terapêuticos)
38
FIOCRUZ
Alguns Fármacos utilizados no tratamento da malária.
Cunico, W.; Carvalho, S.A.; Gomes, C.R.B.; Marques, G.H. Rev. Bras. Farm. 2008, 89, 49.
39
FIOCRUZ
Fixed-dose Artesunate-based Combination Therapies for Malaria (FACT)
N
NH
CF 3
CF3
HO
M ef lo q u in aA rt e s u n at o
O
CH 3H
H 3C OO
OCH3
H
OH
O
O
NaO
Cunico, W.; Carvalho, S.A.; Gomes, C.R.B.; Marques, G.H. Rev. Bras. Farm. 2008, 89, 49.
40
FIOCRUZ
Mecanismo de Hidrólise do substrato natural da Aspartil protease
Asp25
O
O
H
Asp25
O
O
H
O
NH
R1
R2
HN
HO H
Asp25
O
O
Asp25
O
O
H
H
NH
R1
R2
HN
O O
HH
R1
COOHHN
R2
H2N
substrato estado transição tetrahédrico ácido carboxilico amina
O objetivo é mimetizar o estado transição impedindo a
hidrólise da amida
41
FIOCRUZ
Moléculas desenvolvidascomo isósterosdo intermediário da hidrólise da amida
42
FIOCRUZ
Síntese de análogos de inibidores da protease do HIV.
43
FIOCRUZ
indinavir
OH
HN
O
Ph
N
N
N
O NH
HO
HN
OH
N
N
S
O O
R
R'
Ph
R''
OH
NHN
Ph
O
OO
H
S
OO
H2N
amprenavir
Planejamento das moléculas Propostas
44
FIOCRUZ
Síntese das benzilpiperazinas
Mehanna, A. S.; Kim, J. Y. Bioorg. Med. Chem. 2005, 13, 4323.
Craig, J. C.; Young, R. J. Org. Syntheses Coll. Vol 5 1973, 88.
Howell, S. J.; Spencer, N.; Philp, D. Tetrahedron 2001, 57, 4945.
O
HR2
R1
ClR2
R1
HN NH ClH.HN NH.HCl HN NH.HCl
ClH.HN NH.HCl
OH
HR2
R1
N
HN
R2
R1
+
ii iii
i
iv
2x
+
i. piperazina, EtOH, 780C, 1hii.a) NaBH4 (0.5 eq), EtOH, 00C, t.amb., 18h. b) HCl 15%iii.SOCl, py, t.amb., 4 h.iv.EtOH, 780C, 2 h
50-75%
rota a
rota b
7a-g
45
FIOCRUZ
96-9896HH9a
139-14293HNH29m103-10586-OCH2O-9g125-12678OMeOMe9f148-15085HNO29e110-11289HOMe9d128-12985HCl9c115-11777HF9b
m.p. (0C)Yield (%)R2R1
Síntese dos intermediários
Ph
BocHN
O
Ph
BocHN
OH
N
N
R2
R1HN
N
R1
R2
+
9e R1 = NO2
9m R1 = NH2
7a-g 9a-g8
i
ii
77-96%
93%i: IPA, reflux, 16 hii: H2, Pd/C 10%, r.t., 16 h
46
FIOCRUZ
Ph
BocHN N
OH N
O
Ph
BocHN N
OH N
O BocHN
OH
N
N
Ph
IC50 = 14,9 ± 0,8
IC50 = 5,1 ± 0,2 IC50 >50
9a
9g 9h
Ph
BocHN N
OH N
IC50 = 7,7 ± 0,5
9cCl
Atividade antimalarial in vitro
(IC50 em g/mL)
47
FIOCRUZ
48
FIOCRUZ
Raio-X de um derivado da série 3
Ph
HN
OH
N
N
O
O
O
O
49
FIOCRUZ
50
FIOCRUZ
51
FIOCRUZ
Ph
BocHN N
OH N
IC50 = 7,7 ± 0,5
9dO
52
FIOCRUZ
Síntese das moléculas propostasSérie 10
OH
NH2N
Ph
NOH
NBocHN
Ph
N
a
3g
O
O
O
O
OH
NHN
Ph
N
O
O
S
O O
R
b ou c
4g
a= CF3COOH/CH2Cl2 3:1, t.a.,16h
b=1) K2CO3/CH3CN, t.a., 4h 2) R SO2Cl
60-83%
, t.a.
92%
10f: R = NH2
10d: R = NO2Etanol/ H2, Pd/C 10%
16h65%
10a: R= Me10b: R= Br10c: R= OMe10d: R= NO210e: R= F
c= TEA/AcOEt/ , reflux, 16hR SO2Cl
53
FIOCRUZ
OH
NHN
Ph
N
O
O
S
O O
Me
10a
OH
NHN
Ph
N
O
O
S
O O
Br
10b
OH
NHN
Ph
N
O
O
S
O O
H2N
10f
IC50= 9,1IC50= 3,4
IC50= 2,63
Atividade antimalarial in vitro
O
Ph
BocHN N
OH N
O
IC50 = 5,1 ± 0,2
9g
(IC50 em g/mL)
O
HN
O
OH
Ph
NH
Ph
N
O
NH
O
Lopinavir
IC50=1,7
NCl
HNN
Cloroquina
IC50= 0,17
54
FIOCRUZ
IC
Ligação hidrogênio da Plm II com a substância 10f
Substância 5l em amarelo, EH58 em lilás
55
FIOCRUZ
56
FIOCRUZ
Síntese das moléculas propostasSérie 11
BocHN
OH
N
N
H2N
OH
N
N
O
O
3g 4g
O
O
HN
OH
N
N
O
O
O
R1
R5
R3
R4
R2
X
O
R1
R5
R3
R4
R2
11af
X = Cl, OH
a= CF3COOH/CH2Cl2 3:1, t.a.,16h
b=1) K2CO3/CH3CN, t.a., 4h 2) R SO2Cl, t.a.
c= TEA/AcOEt/ , reflux, 16hR SO2Cl
a
b ou c
57
FIOCRUZ
HN
OH
N
N
O
O
O
R1
R5
R3
R4
R2
11a-f
OH
NHN
Ph
N
O
O
SO O
H2N
10f
IC50= 2,63
inativas
Atividade antimalarial in vitro
(IC50 em g/mL)
58
FIOCRUZ
Síntese das moléculas propostasSérie 12
R = Cl R = F
N
N
RBocHN
OH
Ph
N
N
RH2N
OH
Ph
N
N
R
HN
OH
Ph
S
OO
R1
ii
12a: R=Cl; R1 =CH3
12b: R=Cl; R1 = NO2
12c: R=Cl; R1 = OMe12d: R=Cl; R
1 = Br12e: R=Cl; R1 = Cl
i = F3CCOOH / CH2Cl2 1:3, t.amb., 2hii = TEA, DMF, AcOEt, cloreto de benzenossulfonila p-substituído, t.amb., 16-24 h
i
R = Cl R = F
12f: R=F; R1 =CH3
12g: R=F; R1 = NO212h: R=F; R1 = OMe12i: R=F; R
1 = Br12j: R=F; R1 = Cl
Trabalho de final de curso – Diego Ornelas – IQ/UFF - 2009
59
FIOCRUZ
Atividade antimalarial in vitro
(IC50 em g/mL)
OH
NHN
Ph
N
ClS
O O
O2N
12c
IC50= 2,63
OH
NHN
Ph
N
O
O
S
O O
H2N
10f
IC50= 2,10
O
Ph
BocHN N
OH N
O
IC50 = 5,1 ± 0,2
9g
O
HN
O
OH
Ph
NH
Ph
N
O
NH
O
Lopinavir
IC50=1,7
NCl
HNN
Cloroquina
IC50= 0,17
60
FIOCRUZ
Síntese das moléculas propostasSérie 13
R=CH3 R =CF3
N
N
RBocHN
OH
Ph
N
N
RH2N
OH
Ph
N
N
R
HN
OH
Ph
S
OO
R1
ii
13a: R=CH3 R1 =CH3
13b: R=CH3; R1 = F13c: R=CH3 R
1 = Br13d=R=CH3 R1 = NO2
i = F3CCOOH / CH2Cl2 1:3, t.amb., 2hii = TEA, DMF, AcOEt, cloreto de benzenossulfonila p-substituído, t.amb., 16-24 h
i
R=CH3R =CF3
13e: R=CF3 R1 =CH3
13f: R=CF3; R1 = F13g: R=CF3 R
1 = Br13h=R=CF3 R1 = NO2
61
FIOCRUZ
Outros projetos em andamento
Hidroxietilpiperonilaminas
62
FIOCRUZ
Análise Retrossintética
R1
S
O O
HN
Ph
N
OH
S
O O
R
O
O
BocHN
Ph
N
OH
S
O O
R
O
O
4a-dMoléculas propostas 9a-q
S
O O
Cl
R1
BocHN
Ph
NH
OH
O
O
3
S
OO
Cl
R
O
BocHN
Ph S,S-Boc-epóxido
H2N
O
O
Piperonilamina
63
FIOCRUZ
Hidroxietilisopropilaminas
64
FIOCRUZ
Análise Retrossintética
R1
S
O O
HN
Ph
N
OH
S
O O
R
BocHN
Ph
N
OH
S
O O
R
4a-dMoléculas propostas 10a-q
S
O O
Cl
R1
BocHN
Ph
NH
OH
3
S
OO
Cl
R
O
BocHN
Ph S,S-Boc-epóxido
H2N
Isopropilamina
65
FIOCRUZ
Conclusão
Baixa eficácia no tratamento da AIDS
Cepas de Plasmodium resistentes aos fármacos em uso clínico
Moléculas com atividade antimalarial superior ao do Saquinavir.
66
FIOCRUZ
Agradecimentos
67
FIOCRUZ
Agradecimentos
Dr. Ernesto Caffarena Programa de Computação Científica (PROCC/Fiocruz).
Dra. Carmen Penido Departamento de Farmacologia Aplicada Fiocruz.
Dr. Eduardo Caio Torres Instituto Oswaldo Cruz/ Fiocruz
Dra Maria Cecília Bastos Vieira de Souza e Dr. Vitor Francisco Ferreira Instituto de Química da UFF
Dra Izabel Cristina Frugullhetti Instituto de Biologia da UFF
Dr. Wilson Cunico Universidade Federal de Pelotas
Dra. Antoniana U. Krettli Centro de Pesquisa René Rachou, Fiocruz/MG
Dr. Marcus Vínicius Nora de Souza
68
FIOCRUZ
69
FIOCRUZ
70
FIOCRUZ
71
FIOCRUZ