1 fiocruz substâncias com potencial atividade anti-hiv e/ou antimalarial. claudia regina brandão...

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

18

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

23

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

29

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.

30

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

32

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

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