Resumo

ESTUDOS ESTRUTURAIS E CONFORMACIONAIS DE UM DERIVADO ACIL-HIDRAZÔNICO QUE APRESENTA AÇÃO INIBITÓRIA FRENTE À ENZIMA

FOSFODIESTERASE-4

Sheyla Welma Duarte Silva (PQ)*1, Tatiane Luciano Balliano (PQ)1, Marconi Galileu de Almeida Teixeira(IC) 1, Isabela Nunes Lemos (IC) 1. sheylaquimica@hotmail.com 1 Laboratório de Cristalografia e Modelagem Molecular (LabCriMM), Instituto de Química e Biotecnologia (IQB), Universidade federal de Alagoas (UFAL), Campus A.C.Simões BR 104 Norte Km 97 Tabuleiro do Martins 57072-970 Maceió-AL, Brasil.

Introdução

A asma é uma doença inflamatória crônica das vias aéreas extremamente

comum (GOODMAN, 2005). Atinge cerca de 3 a 5% de todas as pessoas em alguma

época da vida, apresentando altos números de óbitos e elevado impacto

socioeconômico, constituindo um grave problema de saúde pública (GUYTON, 2002)

(CORREIA, 2008). Anualmente ocorrem cerca de 350.000 internações por asma no

Brasil, corroborando para a quarta causa de hospitalizações pelo Sistema Único de

Saúde e sendo a terceira causa entre crianças e adultos jovens (J BRAS PNEUMOL,

2006).

Atualmente, os principais tipos de fármacos utilizados no tratamento da asma

são os broncodilatadores, que aliviam os sintomas de broncoespasmo, e os agentes

antiinflamatórios, sendo que estes diminuem a inflamação das vias aéreas

(CORREIA, 2008). Entretanto, pelo fato das terapias realizadas com esses

medicamentos não serem totalmente eficazes e provocarem efeitos adversos, vários

estudos já vêm sendo direcionados para uma nova classe de substâncias, os

inibidores da enzima fosfodiesterase-4, que apresentam atividade antiinflamatória e

broncodilatadora ao mesmo tempo (CORREIA, 2008).

A enzima fosfodiesterase-4 (PDE-4) hidrolisa o monofosfato cíclico de 3’5’-

adenosina (AMPc) quebrando a ligação fosfodiester existente nesta molécula, logo

sua inibição leva ao aumento das concentrações intracelulares do AMPc e

conseqüentemente provoca o relaxamento do músculo liso, potencializando o efeito

broncodilatador dos β-agonistas, isto se deve ao fato do AMPc apresentar

propriedades imunomodulatórias (CAMPOS, 2003). Além disto, como a

fosfodiesterase-4 é a PDE predominante nas células inflamatórias, tem-se que, sua

inibição terá também um efeito antiinflamatório, o que é de grande utilidade para o

tratamento da asma (CAMPOS, 2003) (BARNES, 2004).

Uma vantagem de administrar fármacos específicos é que isto pode produzir

ações antiinflamatórias sem alguns dos efeitos colaterais associados aos inibidores

não-seletivos das PDEs, como é o caso da teofilina (GOODMAN, 2005). Cuja

manipulação pode afetar a PDE3 que está presente no coração. Portanto vários

efeitos colaterais estão relacionados ao seu uso como: sintomas gastrintestinais,

manifestações neurológicas, arritmia cardíaca e parada cárdio-respiratória (J BRAS

PNEUMOL, 2006).

Fármacos responsáveis pela inibição da PDE4 já vem sendo estudados, e os

ensaios clínicos mostraram potencial inibitório na fase tardia da asma, reduzindo as

respostas a alérgenos. O cilomilast (Ariflo®) e roflumilast (Daxas®) são exemplos de

inibidores promissores, porém tanto estes fármacos como a maioria dos PDEi

possuem efeitos colaterais indesejáveis como náuseas e vômitos (BARNES, 2004)

(CORREIA, 2008).

Dessa forma torna-se de extrema importância o surgimento de moléculas mais

potentes e seletivas para tratamento dessa enfermidade, uma vez que os fármacos

disponíveis comercialmente apresentam efeitos colaterais. Nesse âmbito, este

trabalho apresenta a determinação estrutural e análise conformacional de um

derivado acil-hidrazônico que se mostrou ativo frente à enzima fosfodiesterase-4

(PDE4), principal alvo empregado no planejamento de moléculas com atividade

broncodilatadora.

Metodologia

Os cristais da molécula em estudo nesse trabalho foram gentilmente cedidos

pelo Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas – LASSBIO, da

Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) que mantém colaboração com o

grupo de Cristalografia e Modelagem Molecular desta Universidade. A determinação

estrutural e análise conformacional da referida molécula obedeceu a seguinte

metodologia: foi selecionado um cristal da amostra e colocado em uma fibra fina de

vidro onde foi posteriormente fixado na cabeça goniométrica do difratômetro

automático KAppa CCD, equipamento para difração de raios X empregado nesse

experimento, de onde foram coletados as intensidades dos feixes de raios X

difratados. Tais dados foram processados e a estrutura foi resolvida utilizando o

pacote de programas contido no WingX v1.80.05 (SHEL97). Ciclos de refinamentos

foram feitos até que os dados convergissem, o que acontece quando as variações

dos parâmetros não forem mais perceptíveis. A partir de então, utilizando o programa

Ortep-3 v.2.02, contido no WingX v1.80.05, foi possível visualizar os elipsóides de

vibração anisotrópica. E por fim, foi utilizado o programa Mercury v2.2 (GROOM,

2008) para analisar empacotamento cristalino identificando as ligações e interações

de hidrogênio.

Resultados

O composto em estudo apresentou sistema cristalino monoclínico e grupo

espacial P21/c com os seguintes parâmetros: a=13,7627(2) Å, b=8,0064(1) Å,

c=15,3853(2) Å; β=86,140(1)°; Z=4 moléculas/cela; reflexões únicas = 4030; reflexões

observadas = 3261; R(obs)=0,0388. Apenas o hidrogênio da ligação clássica com

nitrogênio foi localizado no mapa de densidade eletrônica. A partir da análise das

distâncias e ângulos de ligação, foi possível determinar a estrutura com dois anéis

aromáticos: A e B, separados por uma cadeia principal. O anel A está ligado a um

grupo nitro, já o anel B contém ligação com dois grupos metoxilas, um na posição

meta em relação à cadeia principal e o outro em posição para. O valor médio para as

distâncias C-C dos anéis aromáticos A e B foram 1,381(2) Å e 1,390(2) Å

respectivamente e os ângulos formados estão na média de 120,0(15)° para o anel A e

119,98(14)° referente ao anel B, o que está de acordo com a literatura. Os oxigênios

presentes no grupo nitro estão ligados ao nitrogênio por distâncias de 1,221(2) e

1,219(2) Å, mostrando valores próximos pois possuem mesmo ambiente químico.

Este grupo por sua vez apresenta ângulo de 124,18(16) Å e encontra-se ligado ao

anel aromático A, à uma distância de 1,476(2) Å. As metóxilas meta e para

apresentam distâncias equivalentes entre seus oxigênios e o anel, 1,373(18) e

1,371(19) Å, e ângulos de 117,19(12) e 116,92(13)°, sendo tal diferença devido a

efeito de ressonância.

Conclusão

Após a determinação estrutural e análise conformacional do composto

estudado neste trabalho, através da localização dos átomos, pode-se confirmar que a

estrutura corresponde com a proposta sugerida pelo Laboratório de Avaliação e

Síntese de Substâncias Bioativas – LASSBIO, da Universidade Federal do Rio de

Janeiro (UFRJ), grupo colaborador que cedeu a referida amostra. Também foi

possível verificar que as distâncias e ângulos interatômicos presentes na molécula

estavam de acordo com os valores esperados. Foi verificada uma diferença em

relação aos ângulos das metoxilas, a qual pode ser explicada devido aos efeitos de

ressonância do anel aromático B.

Palavras-chaves: Difração de raios X, Asma, Fosfodiesterase-4.

Referências BARNES, Peter J. NEW DRUGS FOR ASTHMA. NATURE REVIEWS | DRUG DISCOVERY. VOLUME 3 | OCTOBER 2004 CAMPOS, Hisbello. XISTO, Debora. ZIN, Walter A. ROCCO, Patricia R.M. Inibidores de fosfodiesterases: novas perspectivas de uma antiga terapia na asma? J Pneumol 29(6) – nov-dez de 2003.

CORRÊA, Maria Fernanda P., MELO, Giany O. de. COSTA, Sônia S. Substâncias de origem vegetal potencialmente úteis na terapia da asma. Revista Brasileira de Farmacognosia Brazilian Journal of Pharmacognosy 18 (Supl.): 785-797, Dez. 2008. GOODMAN & GILMAN, Alfred. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. Rio de Janeiro: McGraw-HILL Internacional do Brasil LTDA. 10. ed. 2005, pag. 551-563. GUYTON, Arthur C. HALL , John E. Tratado de Fisiologia Médica. Rio de Janeiro: Guanabara-Koogan, 10 ed. 2002. J BRAS PNEUMOL. IV Diretrizes Brasileiras para o Manejo da Asma. J Bras Pneumol. 2006;32(Supl 7):S 447- 474.