Síntese, ensaios in vitro e estudos computacionais de aminoquinolinas possíveis inibidoras da cruzaína e rodesaína

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-13T14:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o_luan_carvalho_martins.pdf: 21721254 bytes, checksum: 3aa8ad5aa1c3391dd520b270f4355bb5 (MD5) Previous issue date: 24Este estudo relata a síntese, estudos in vitro e computacionais de aminoquinolinas potenciais inibidoras das enzimas cruzaína e rodesaína com possivel atividade tripanossomicida. A doença de Chagas, cujo agente etiológico é o Tripanossoma cruzi, afeta cerca de oito milhões de pessoas em todo o mundo. A tripanossomíase africana humana, cujo agente etiológico é o Tripanossoma brucei, é um grave problema de saúde pública na África. A quimioterapia atualmente disponível para estas doenças apresenta eficiência limitada e toxicidade significativa. As cisteíno proteases cruzaína e rodesaína, principais proteases do T. cruzi e T. brucei, respectivamente, são alvos farmacológicos validados. Uma série de possíveis inibidores da cruzaína e da rodesaína foram planejados com base em protótipo inibidor da cruzaína (CI50 = 2,5 M) da classe das indol-pirimidinas. As substâncias sintetizadas possuem um grupo 7-cloro-4-aminoquinolina e variações no comprimento, basicidade e substituintes das cadeias laterais foram exploradas. Dezesseis substâncias foram obtidas utilizando mótodos eficientes com rendimentos variando de 16% a 99%. Os ensaios enzimáticos demonstraram que os compostos desta série inibem a cruzaína com CI50 de até 13,2 M e a rodesaína com CI50 de até 33,3 M. O modo de inibição da substância mais potente contra a cruzaína foi determinado como competitivo. Foi avaliada também a atividade tripanossomicida da série contra formas amastigotas intracelulares de T. cruzi e a citotoxicidade sobre fibroblastos não infectados. Foram identificadas três substâncias com CI50 menor do que 50 µM, porém com baixo índice de seletividade. Estudos de ancoragem molecular utilizando estruturas cristalográficas da cruzaína e rodesaína foram realizados. Os resultados de ancoragem na cruzaína sugerem que o anel quinolínico pode ocupar o subsítio hidrofóbico S2 e a cadeia lateral, mais flexível, pode interagir com resíduos dos subsítios S3 ou S1. Estudos de dinâmica molecular foram conduzidos e sugerem que o modo de ligação da substância mais potente contra a cruzaína pode ser dissimilar ao modo de ligação de ligantes cristalográficos possuindo grupos semelhantes. Os resultados sugerem que aminoquinolinas podem ser promissoras na busca por inibidores da cruzaína e rodesaína.In this work a series of aminoquinolines, potential inhibitors of cruzain and rhodesain, was synthesized, evaluated on in vitro assays and studied by in silico methods. Chagas disease is caused by Tripanossoma cruzi and about 8 million are estimated to be infected worldwide. Human African trypanosomiasis caused by Tripanossoma brucei is a major health problem in Africa. Current drugs used in treatment of both diseases shows high toxicity and low efficacy. Cysteine proteases cruzain and rhodesain, major proteases of T. cruzi and T. brucei respectively, are validated drug targets. A series of potential inhibitors of cruzain and rhodesain was planned based on a lead indolepyrimidine cruzain inhibitor (IC50 = 2.5 M). The synthesized series contains a 7chloro-4-aminoquinoline motif and various side chain lengths and basicity was explored. Sixteen compounds were prepared employing straightforward procedures with yields from 16% to 99%. Enzymatic assays showed that this series inhibited cruzain with CI50 as low as 13,2 M and rhodesain with IC50 as low as 33,3 M. The most potent cruzain inhibitor, aminoquinoline 20b, was found to be a competitive inhibitor. The activity of the compounds was evaluated in vitro against intracellular amastigotes T. cruzi and cytotoxicity on the normal fibroblast was evaluated. Among the compounds evaluated, three of them showed an IC50 lower than 50 µM, however low selectivity indexes were found. Docking studies against crystallographic structures of cruzain and rhodesain were conducted. The results of these studies suggest that the quinoline moiety can occupy the S2 pocket while the more flexible side chain can explore either S3 or S1 pockets. In order to gain further insight on binding mode of the aminoquinoline 20b, molecular dynamics were performed. The analysis of results suggests that the binding mode of this coumpound may differ from crystallographic binding modes of ligands containg similar groups. The results as a whole show that aminoquinolines may be a promising class in further investigations of cruzain and rhodeain inhibitors