Estudo da atividade antimicobacteriana e ativação biológica de ésteres de ácidos orgânicos fracos

Tese de mestrado em Bioquímica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012A tuberculose é uma das doenças mais prevalecentes no mundo. Nos últimos anos surgiram multirresistências aos fármacos usados no tratamento da tuberculose Surge a necessidade de desenvolver novos antimicobacterianos. Uma abordagem interessante consiste no uso de pró-fármacos de compostos que tenhma demonstrado actividade mas tenham alguns problemas associados como por exemplo deficiente absorção ou entrada nas células de micobactérias. , Estudos anteriores demonstraram que alguns ácidos fracos apresentam uma atividade antimicobacteriana significativa contra o M.tuberculosis, resultado da sua acumulação na célula devido a um mecanismo de efluxo deficiente. Essa atividade é maior a pH acídico. Os ésteres são mais ativos que os ácidos, uma vez que se difundem ao longo da membrana, dentro da qual são convertidos em ácidos. Para serem efectivos os pró-fármacos necessitam ser resistentes à hidrólise no plasma, capazes de sofrer ativação pelas micobactérias. Foram estudados ésteres derivados do BA, com modificações na cadeia alcoxílica, com cadeias propílicas, fenílicas e hexílicas, de modo a estudar o efeito da lipofilia na estabilidade e atividade destes., foram também introduzidos substituintes na porção acilo da molécula, para estudar o efeito do pKa na estabilidade e atividade destes prófármacos. Os estudos de atividade foram monitorizados em três estirpes bacterianas: Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium bovis BCG e Mycobacterium tuberculosis RA e a dois valores pH 6,5 e 5,9. Também foi estudada a hidrólise química em tampão fosfato 7,4 e tampão 5,9, bem como a hidrólise enzimática em plasma humano e ainda ativação dos pró-fármacos pelas micobactérias. Os compostos estudados demonstraram ser estáveis em plasma humano e suficientemente ativados pelas micobactérias. Também demonstraram atividade significativa contra o M.tuberculosis sendo os compostos mais interessantes os derivados do ácido 3,5-dinitrobenóico Com base nestes estudos, pretende-se aumentar a série de ésteres estudados, de modo a desenvolver potenciais pró-fármacos eficazes no tratamento da tuberculose.Tuberculosis is one of the most prevalent diseases in the world. However, in the past few years, resistances to this antimicrobial drug have emerged. One interessant appoarch is the use of prodrugs that have showed some significant activity but have some problems relate to a poor absorption and difficulty to pass over membranes. Previous studies have showed that weak acids demonstrated significant antimycobacterial activity, probably as a result of accumulation inside the cell, due to a deficient efflux mechanism. This antimicrobial activity increases at acidic pH. Esters are more active than acids, suggesting that these compounds diffuse over the membrane layer into the cell, where they are converted to acids To be effective they must be resistant to hydrolysis in human plasma and be activated in mycobacteria. We studied BA esters with electron withdrawing groups on the acyloxy portion of the molecule, in order to assess effect of the pKa of the acyloxy portion on the activity of those derivatives. Modifications have been done also within the alkyl portion of the ester molecule, with propyl, phenyl and hexyl alcoxyl chains, in order to study the effect of the lipophily in the activity of those derivatives. The activity was assayed against three mycobacterium species: M. smegmatis , M. bovis BCG and M.tuberculosis at two different media pH values: pH 6,5 and pH 5,9. The chemical stability has been studied in phosphate buffer pH 7.4, enzymatic stability in human plasma and the activation was evaluated using a M. smegmatis homogenate. We observed that most of the compounds show high stability in human plasma and fast hydrolysis in mycobacteria homogenate. Future development of new antituberculosis drugs will take in account the observed conclusions