atividades de pesquisa desenvolvidas no laboratório de ... · fisiopatologia do câncer gatenby,...
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Universidade Federal de Goiás
Faculdade de Farmácia
Laboratório de Química Farmacêutica Medicinal
(LQFM)
Prof. Dr. Ricardo Menegatti
Atividades de Pesquisa
Desenvolvidas no Laboratório de
Química Farmacêutica Medicinal
(LQFM)
Hábitos Adquiridos no LASSBio
- Horários;
- Interface biológica e química;
- Caráter multidisciplinar – conversa de interface;
- Organização de eventos;
- Formação científica – foco;
- Subunidades privilegiadas;
- Redação de patentes;
Colaboração
Mestrado 1999-2001
Menegatti, R., Cunha, A. C., Ferreira, V. F., Perreira, E. F. R., El-Nabawi, A., Eldefrawi, A. T., Albuquerque, E. X., Neves, G., Rates, S. M. K., Fraga,
C. A. M., Barreiro, E. J. Bioorg. Med. Chem. 2003, 11, 4807–4813.
LASSBio 579
LASSBio 581
Doutorado 2001-2005
Menegatti, R., Silva, G. M. S., Zapata-Sudo, G., Raimundo, J. M., Sudo, R. T., Barreiro, E. J. Fraga, C. A. M. Bioorg. Med. Chem. 2003, 11, 4807–
4813.
LASSBio 873
LQFM final de 2006 Câmara de UV
RMN 12 12 2008
LQFM final de 2006
- Antitumorais
- Anti-hipertensivos
- Fotoprotetores
- Anti-inflamatórios
- Antipsicóticos
- Antidepressivos
- Terapia fotodinâmica
- Anti HIV
- Leishmaniose
Linhas de Interesse
Quimicoteca (160)
1º 2º 3º 4º 5º 6º
20º 19 14º 15º 18º 17º 16º
http://www.imshealth.com/deployedfiles/imshealth/Global/Content/Corporate/Press%20Room/Global_2013/Top_20_Global_Therapy_Classes_2013.pdf
Classes terapêuticas top 20 - 2011
13º 12º 7º 8º 9º 10º 11º
US $ 28,9
Redutores
de lipídeos US $ 67,1
Antitumorais
US $ 54,3
Antidiabéticos
US $ 38,1
Doenças
respiratórias
US $ 40,2
Antibióticos
US $ 39,5
Saúde
Mental
US $ 57,2
Dor
US $ 26,7
Doenças
dematológicas
US $ 31,0
Doenças
auto-imunes
US $ 49,6
Anti-hipertensivos
US $ 23,5
Doenças
gastrointestinais
US $ 24,0
Anti
coagulantes
US $ 25,5
Anti-úlcera
US $ 13,4
Fatores
Hematopoiéticos
US $ 18,5
Outras
SNC
US $ 14,5
Antigripais
US $ 21,9
Doenças
cardiovasculares
US $ 20,6
HIV
US $ 20,1
Desordens
no SNC
US $ 14,0
Vacinas
2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º
16º 17º
9º 10º 11º
Top 20 de 2013 US $ bilhões
13º 12º
18 19º 20º 15º
1º
14
http://www.imshealth.com/deployedfiles/imshealth/Global/Content/Corporate/Press%20Room/Global_2013/Top_20_Global_Products_2013.pdf
$ 6,4
Duloxetina
antidepressivos
$ 9,8
Adalimumabe
Artrite reumatóide
$ 7,9
Insulina Glargine
Diabetis
$ 8,1
Rosuvastatina
Redutor de Colest.
$ 7,8
Aripiprazol
Esquisofrenia
$ 7,6
Infliximabe
Artrite Reumatoide
$ 7,8
Esomeprazol
Anti-úlcera
$ 6,2
Rituximabe
Artrite Reumatoide
$ 7,9
Etanercepte
Artrite Reumatoide
$ 9,2
Salmeterol
fluticasona
Anti-asmático
$ 5,1
Trastuzumabe
antitumoral
$ 5,3
Tiotropium
Bronco dilatador
$ 5,7
Bevacizumabe
antitumoral
$ 4,3
Efavirenz,
Emtricitabina
e Tenofovir
HIV
$ 4,4
Rinibizumabe
d. macular
$ 4,4
Pegfilgrastima
netropenia febril
$ 5,1
Pregabalina
Anticonvulsivante
$ 4,6
Glatiramer
Esclerose Múltipla
$ 4,4
Sitagliptina
diabetis II
$ 4,1
Imatinibe
Leucemia MC
Taxa Metabólica do Câncer
Gatenby, R. A., Gillies, R. J. Nature Reviews Cancer. 2004, 4, 891.
Fisiopatologia do Câncer
Gatenby, R. A., Gillies, R. J. Nature Reviews Cancer. 2004, 4, 891.
Inibidores de MDM2
(murine double minute)
L.T. Vassilev, B.T. Vu, B. Graves, D. Carvajal, F. Podlaski, Z. Filipovic, N. Kong, U. Kammlott, C. Lukacs, C. Klein, N. Fotouhi, E.A. Liu, Science, 2004, 303,
844-848.
Cl
N
N
N NO
Cl
O
O
O
Cl
N
N
N N H
Cl
O
O
OO
Br
N
N
N N
Br
O
O
O
OH
Nutlin-1
Nutlin-2
Nutlin-3
Mecanismo de ação Nutlins
Patrick Chène Nature Rev , Cancer 2003, 3, 102-109.
Novo Antitumoral Modulador de
p53
L.T. Vassilev, B.T. Vu, B. Graves, D. Carvajal, F. Podlaski, Z. Filipovic, N. Kong, U. Kammlott, C. Lukacs, C. Klein, N. Fotouhi, E.A. Liu, Science, 2004, 303,
844-848.
Cl
N
N
N NO
Cl
O
O
O
Cl
N
N
N N H
Cl
O
O
OO
Br
N
N
N N
Br
O
O
O
OHB
C
A
B
C
A
Cl
NN
N NO
Nutlin-1 Nutlin-2 Nutlin-3
B
C
A
B
C
A
IC50 30 M
osteosarcoma
retinoblastoma
LQFM030
IC50 810 M
K562 e tumor ascítico de Ehrlich
Validar o planejamento
Seguro
Melhores
Estratégia de Planejamento
Cl
NN
N NO
Cl
N
N
N
O
NO
Cl
O
O
* *
LQFM030 Nutlin-1
N
O
O O
N
O
H
Simplificação
Molecular
Rota Sintética dos Nutlins
D. C. Fry, S.D. Emerson, S. Palme, B. T. Vu, C.-M. Liu and F. Podlaski, J. Biomol. NMR, 2004, 30, 163.
OH
O
Br
1) Zn(CN)2,
Pd(PPh3)4
44%
2) HCl, EtOH,
quant
1)Phosgene, NEt3, DCM
2)Piperazina, DCM
3) HCl, éter
79%
O
O
Br
NEt3, EtOH,
47%
O
O
ONH
OH
O
i-PrI, CsCO3
80%
NBS
THF, 49%
NH2
NH2
Cl
Cl
Cl
Cl
N
N
H
O
O
Cl
Cl
N
N
O
O
NO
N
HO
Rendimento global 6%
“Privileged structures:
applications in drug discovery”
Cl
NN
N NO
NN
SO NH
2
O
CF3
LQFM030 N-Fenilpirazóis
celocoxibe
Piperazinas Anti-anginal
Antidepressivos
Anti-histamínicos
Antipsicóticos
Antiparazitários
Disfunção erética “The most fruitful basis for the discovery of a
new drug is to start with an old drug.”
Nobel de Fisiologia de Medicina em 1988
Sir James Whyte Black,
(14 June 1924 – 22 March 2010)
Camille G. Wermuth J. Med. Chem, 2004, 47, 1303-1314.
Lipinski's Rule of Five
NNH
H
N-Fenilpirazóis
Piperazinas
O
O
CH3
CH3
O
O
CH3
CH3
CF3CO2H,
12h, , 97%
HCl
+
Menegatti, R. et al. Bioorg. Med. Chem., 2003, 11, 4807-4813.
+ N
NN
N
EtOH, 1h,
, 93%
Rota Sintética do LQFM030
ZnCl2, NaCNBH3,
1h, MeOH, , 62%
N
N
O
H
Cl
NN
Cl
NN
CHO
Cl
NN
N NO
Rendimento global 55.9% com NaCNBH3
Rendimento global 85.0% com H2/Pd/C 10%
NHNH2
Cl
de Oliveira, C. H. A., Mairink, L. M. , Pazini, F., Lião, L. M., de Oliveira, A. L., Viegas Jr, C., de Oliveira, V., Cunha, L. C., Oliveira, F. G. F., Paz Jr, J.
L., Eberlin, M. N., Menegatti, R. Synth. Comm. 2013, 43, 1633–1639.
Adaptação da Metodologia de Duff
POCl3
DMF,
12h,
NN
W
NN
CHO
W
CF3CO2H,
12h, , 76-98%
17 exemplos
+ NN
N
NN
N
W
NN
CHO
W
Vilsmeier–Haack
Efeito de LQFM030 no crescimento do tumor, viabilidade celular do tumor e fluido ascítico do camundongo. A: Características
do peso corporal no dia do sacrifício. B: Número de células viáveis, contadas no método de exclusão do azul de tripanno, no
dia do sacrifício. C: Diferença entre o peso corporal do camundongo no dia do sacrifíco. D: Diferença entre o volume ascítico
do camundongo no dia da injeção do tumor e no dia do sacrifício. (*p< 0.05 compared to control)
Tumor Ascítico de Ehrlich
(a) Estrutura do composto LQFM030. (b) Efeito citotóxico do LQFM030 sobre as células de TAE após 24 e 48 h de
tratamento (0.033 – 4.32 mM). A vaibilidade celular foi examinada com o método de exclusão de azul de tripano e expresso
como uma percentagem do controle. Os experimentos foram realizados em sextuplicata. Cada bara apresenta a média ± SD
de três experimentos independentes. Os valores de IC50 foram de 810 e 100 M, respectivamente. (c,d,e) Efeito do
LQFM030 na membrana plasmática integra. Células de TAE foram tratadas por 24 h com 810 M de LQFM030 e analizadas
no citômetro de fluxo. Os histogramas apresentam PE-fluorescência (eixo-x) versus contagem (eixo-y) sendo apresentados
em intensidade fluorescente logrítmico. A barra apresenta média ± SD de dois experimentos independentes (* p < 0.05
comparado ao controle).
IC50 e Viabilidade Celular
LQFM030 inibe a angiogênse no tumor. A: Efeito do LQFM030 na angiogênse do peritônio. B: Efeito do
LQFM030 na produção de VEGF. VEGF foi quantificado através de ELISA.
Efeito sobre a Angiogênese
Morfologia apoptótica das células de TAE sob tratamento com LQFM030. As células foram tratadas com 810 M LQFM030 por 24 h
e coradas com HE. As imagens foram tiradas usando uma objetiva de 100 x com o software AxioVs40. (a) Células controle
mostraram núcleos com cromatina dispersa e membrana plasmática organizada. (b) As células tratadas com LQFM030
apresentaram vacuolizacão (setas) (c) Células tratadas apresentam fragmentação nuclear e vacuolização (setas). Mudanças na
morfologia nuclear das células de TAE. Coloração nuclear foi realizada com Hoechst 33342. As imagens foram tiradas usando uma
objetiva com 20 x com software LAS-AF. (d) Células controle. (e) Células tratadas com LQFM030 apresentaram condensação da
cromatina, fluorescênncia baixa e núcleo encolhido.
Morfologia Apoptótica
Apoptose
PAROLIN, M. B.; REASON, I. J. M. ; Arq Gastroenterol V.38 - N.2, 2001.
Citômetro de Fluxo - caspases
Fases de Ciclo Celular
Citômetro de fluxo - p53, p21 e p27
Western Blot e Expressão de
MDM2
log (DL50) = 0,439 * log (IC50x) + 0,621 = 523 mg
Previsão da DL50 a partir do IC50
Toxicidade Aguda Dose Única – “Organisation
for Economic Co-operation and Development
(OECD 423)”
Toxicidade Aguda Dose Única
Con
trole
300
mg/
kg
2000
mg/
Kg
0
10
20
30
40
50Controle
300 mg/kg
2000 mg/Kg
Peso C
orp
ora
l (g)
0
5
10
15
20Controle
300 mg/Kg
2000 mg/Kg
Peso (
mg)
0
5
10
15
20Controle
300 mg/Kg
2000 mg/Kg
Peso (
mg)
Peso Total
Baço
Fígado
Histopatologia
Controle
2000 mg/kg
300 mg/kg
Estômago
Fígado Rim
Histopatologia
Pulmão Coração
Baço
Histopatologia
1º 2º 3º 4º 5º 6º
20º 19 14º 15º 18º 17º 16º
http://www.imshealth.com/deployedfiles/imshealth/Global/Content/Corporate/Press%20Room/Global_2013/Top_20_Global_Therapy_Classes_2013.pdf
Classes terapêuticas top 20 - 2011
13º 12º 7º 8º 9º 10º 11º
US $ 28,9
Redutores
de lipídeos US $ 67,1
Antitumorais
US $ 54,3
Antidiabéticos
US $ 38,1
Doenças
respiratórias
US $ 40,2
Antibióticos
US $ 39,5
Saúde
Mental
US $ 57,2
Dor
US $ 26,7
Doenças
dematológicas
US $ 31,0
Doenças
auto-imunes
US $ 49,6
Anti-hipertensivos
US $ 23,5
Doenças
gastrointestinais
US $ 24,0
Anti
coagulantes
US $ 25,5
Anti-úlcera
US $ 13,4
Fatores
Hematopoiéticos
US $ 18,5
Outras
SNC
US $ 14,5
Antigripais
US $ 21,9
Doenças
cardiovasculares
US $ 20,6
HIV
US $ 20,1
Desordens
no SNC
US $ 14,0
Vacinas
2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º
16º 17º
9º 10º 11º
Top 20 de 2013 US $ bilhões
13º 12º
18 19º 20º 15º
1º
14
http://www.imshealth.com/deployedfiles/imshealth/Global/Content/Corporate/Press%20Room/Global_2013/Top_20_Global_Products_2013.pdf
$ 6,4
Duloxetina
antidepressivos
$ 9,8
Adalimumabe
Artrite reumatóide
$ 7,9
Insulina Glargine
Diabetis
$ 8,1
Rosuvastatina
Redutor de Colest.
$ 7,8
Aripiprazol
Esquisofrenia
$ 7,6
Infliximabe
Artrite Reumatoide
$ 7,8
Esomeprazol
Anti-úlcera
$ 6,2
Rituximabe
Artrite Reumatoide
$ 7,9
Etanercepte
Artrite Reumatoide
$ 9,2
Salmeterol
fluticasona
Anti-asmático
$ 5,1
Trastuzumabe
antitumoral
$ 5,3
Tiotropium
Bronco dilatador
$ 5,7
Bevacizumabe
antitumoral
$ 4,3
Efavirenz,
Emtricitabina
e Tenofovir
HIV
$ 4,4
Rinibizumabe
d. macular
$ 4,4
Pegfilgrastima
netropenia febril
$ 5,1
Pregabalina
Anticonvulsivante
$ 4,6
Glatiramer
Esclerose Múltipla
$ 4,4
Sitagliptina
diabetis II
$ 4,1
Imatinibe
Leucemia MC
Composto Cardiativos
N
N
NO
H N O
H
O
NN
N
N
N
F
N
N
NN
N
HB
C
A
Cilostazol
Inibidor de PDE III
C
B
A
Milrinona
Inibido de PDE III
Hibridação Molecular
Martins, D. M., Pazini, F., Alves, V. M., de Moura, S. S., Lião, L. M., de Magalhães, M. T. Q., Valadares, M. C., Andrade, C. H., Menegatti, R., Rocha, M. L.
Chem. Pharm. Bull. 2013, 61(5), 524–531.
O
O
O
ODMF, 99%,
NaN3
DMF, 99%,
6h,
NaI,
NH2OH
CF3CO2H,
90%,
12h,
HMTA
EtOH,
79%,
1h,
HCl
+
NHNH2
F
N
F
N
CHO
N
F
N
CN
N
F
NN
F
N
N
NN
N
H
Rota Sintética do LQFM021
LQFM021 Induz Relaxamento Vascular
Inibidores de AC e GC Reduzem o
Relaxamento Vascular induzido por
LQFM021
TEA e KCl Reduzem o Efeito
Relaxante de LQFM021
Inibição da Ca2+/ATPase reticular,
Reduziu o Efeito Relaxante do
Composto
Efeito do Relaxamento do LQFM021
- Receptores beta
- Muscarínicos
- Angiotensina
Rato Normotensos (IV)
Ratos Espontaneamente Hipertensos
(IV)
Pressão Cardíaca Sistólica e
Frequência Cardíca - Normotensos
Pressão Cardíaca Sistólica e
Frequência Cardíca - SHR
Rota Sintética da Série Triazólica
N3
W
N
N
N
N
W
N
N
N
N
NN
N
H
W
NH2
W
+ Cl
N1. HCl, NaNO2,
H2O, 4ºC
2. NaN3, NaAcO,
H2O, 4ºC
H2O, 80ºC,
24 h
80-90%
NH4Cl, NaN3
DMF, 20W,
120ºC, 20’
89-92%
EA=89,8%
Rendimento Global = 71 %
EA=83,3%
H
O
O
ON
O
O
CN
O
O
N NH2
+
2-Aminoquinolinas
TiCl4/Zn
THF, 2h,
Catalisador
5 mol %
H2O, t.a.
H
O
NO2
O
ON
O
O
CNNO
2
+
KF-Al2O3
EtOH, 1h,
t.a.
Gomes, M. N., de Oliveira, C. M. A., Garrote, C. F. D., de Oliveira, V., Menegatti, R. Synth. Comm. 2011, 41, 52–57.
Entrada Catalisador (5 mol%) Time (h) Yield (%)
1 Sem 24 91.3
2 Piperidina 1 92.0
3 Morfolina 1 92.3
4 Trietilamina 1 91.5
5 K2CO3 1.5 88.5
Reação de Knoevenagel em Água
O
O
CNNO
2
Gomes, M. N., de Oliveira, C. M. A., Garrote, C. F. D., de Oliveira, V., Menegatti, R. Synth. Comm. 2011, 41, 52–57.
O
O
CN
O
O
CNO
2N
O
O
CNN
O
O
CNOH
O
O
O
CNCl
O
O
CNCl
O
O
CN
O
O
CNOH
100:0(E/Z) 17,0% 100:0(E/Z) 98,0% 100:0(E/Z) 98,0%
100:0(E/Z) 88,0% 100.0(E/Z) 85,0% 100:0(E/Z) 82,0%
100:0(E/Z) 87,6% 1.9:1(E/Z) 89,6% 100:0(E/Z) 92,3%
http://www.intechopen.com/books/green-chemistry-environmentally-benign-approaches
2.863
3.261
3.185
5.070
5.506
3.659
7.487
“Green Chemistry – Aspects for the Knoevenagel Reaction”
12.709
Novos Fotoprotetores
http://www.inca.gov.br/estimativa/2014/tabelaestados.asp?UF=BR
Projeto de Fotoprotetores
Danos causado por ERO
N
N
H
OH
O
Transições
Eletrônicas
E
Ácido urocânico
Filtros Orgânicos
Classificação Estrutura Características
Ácido p-aminobenzóico (PABA)
- ↓estabilidade - dermatite de contato - fotodermatite
- UVB - λmáx. 290 nm
Salicilato de Octila - ↓ eficácia - UVB - λmáx. 300 nm
p-Metoxicinamato de Octila -↓ eficácia - UVB - isomerização cis-trans
Benzofenona 2 - penetração na pele - UVB/UVA
Avobenzona
- fotoinstáveis - isomerização ceto-enólica - UVA
NH2
O
HO
OH
O O
O
O
O
HO OH
O OH
OH
O O
O
Novo Composto Absorvedores
de UV Cromóforos
fotoestáveis
amplo espectro → UVB/UVA
alto peso molecular
capacidade de reflexão e dispersão da radiação → partículas 200 nm
N N
OH OHN
N N
N
N
N
N
O O
O
Hidroxi-Fenil-Benzotriazóis
(HBzTs)Tinosorb® M
λ máx 305 e 360 nm
Hidroxi-Fenil-Triazinas
(HPTs) Tinosorb® S λmáx
310 e 343 nm
Planejamento do LQFM048
N
N
N
NH
NH
N
H
O
O
O
O
O O
N
N
N
O
OO
OO
O
OO
OCN
NC
CN
O
OO
LQFM048 Uvinul T150 ®
Rota Sintética do LQFM048
H
O
OH
O
O
ON
O
O
CNOH
O+
Morfolina
5 mol %
+
N
N
N
O
OO
OO
O
OO
OCN
NC
CN
O
OO
LQFM048
816,7 Daltons
N
N
N
Cl
Cl Cl
H2O, t.a.
1h, 98%
K2CO3,
acetontrila,
6h, 61%
Ratan, C. (2007). Sunscreen compositions containing a UV-A sunscreen and photostablizers and antioxidants. United States Patent, 2007, Patent No: 0059258
Espectros de Ultravioleta
N
N
N
O O
O
Tinosorb® S
λmáx 310 e 343 nm
Fluorescência
Voltametria Cíclica
Análise Termogravimétrica
Fotoprotetor
- Optometrics SPF-290S - FPS 2,28;
- Foi 64% mais eficiente que o
metoxicinamato de etilhexil;
- Balb/c 3T3 cell line;
- Ensaio de toxicidade aguda dose única
oral OECD 423;
- Desenvolvimento de formulação;
Novo Prédio da FF 02/2014
LQFM e LABIOCON 2014
LQFM e LABIOCON 2014
Dr Marise Campos Valadares-FF-UFG
Dr Vera Issacs-FF-Araraquara
Dr Dr Luís Antônio Soares Romeiro-FF-UNB
Dra Carlos Alberto Manssur Fraga-UFRJ
Dra Eliezer Jesus Barreiro-UFRJ
Colaboradores Iniciação Científica
Liliane Sthefanie Gonçalves de Morais
Daniel A. Rodrigues
Rayssa Daianne Pedrosa Moura
Mestrando
Antônio Silva Machado
Patrícia Caixeta Castro Souza
Doutorandos
Daniela Cristina Vinhal
Rangel Luzin
Flávio Silva de Carvalho
José Pacífico de Vasconcelos
Amanda Cidade
Colaboradores
Dr Luciano M. Lião-IQ-UFG
Dr José R. Sabino-IF-UFG
Dra Tatiane Oliveira dos Santos-IF-UFG
Dra Valéria de Oliveira-FF-UFG
Dr Elson Alves Costa-ICB-UFG
Dr Gustavo Pedrino-ICB-UFG
Grato pela atenção!