Síntese, caracterização e estudos in silico/in vitro de bases de Schiff com potencial atividade tripanocida

Abstract

A Doença de chagas é caracterizada como uma doença tropical negligenciada e é causada pelo protozoário Trypanosoma Cruzi, proveniente de triatomíneos infectados. Essa doença afeta principalmente países de clima tropical e subdesenvolvidos e, devidos aos baixos indicadores socioeconômicos, possui indicadores inaceitáveis para seu tratamento e controle. Outro fator para os baixos índices de tratamento são investimentos reduzidos na pesquisa e desenvolvimento de novos fármacos. O tratamento carece de desenvolvimento de novos fármacos com melhor aplicação na fase crônica e que exibam menos efeitos adversos. Um dos principais alvos moleculares para o desenvolvimento de fármacos com atividade tripanocida é a enzima cruzaína, uma cisteíno protease do T. cruzi, envolvida na nutrição, metaciclogênese e diferenciação celular, digestão intra e extracelular e no fator de virulência do parasita. Mediante estudos computacionais como ancoramento (docking) molecular, estudos farmacocinéticos envolvendo Administração, Distribuição, Metabolismo, Excreção e Toxicidade (ADMET) e análise do perfil de bioatividade, estruturas de bases de Schiff foram investigadas, para as quais as análises se deram de forma comparativa com os fármacos comerciais. As bases de Schiff estudadas neste trabalho possuem esqueleto carbônico constituído de diaminomaleonitrila ou alguns aminoácidos, variando-se a porção carbonilada. As bases de Schiff foram escolhidas para este trabalho, pois são acessíveis do ponto de vista sintético, além de permitirem o estudo das relações estrutura-atividade, devido ao grande número de derivados passíveis de síntese. Uma vez realizado o estudo prévio computacional, bases de Schiff selecionadas foram sintetizadas, caracterizadas e testadas in vitro contra a cisteíno-protease cruzaína e também contra a forma amastigota do T. cruzi. Três dos compostos da série de diaminomaleonitrila apresentaram atividade moderada contra cruzaína, e duas das quatro estruturas sintetizadas derivadas de aminoácidos apresentaram atividade moderada, demonstrando que o planejamento racional de fármacos pode ser uma ferramenta de grande utilidade na seleção de compostos mais potentes. A estrutura 5 ((2Z)-2-amino-3-{(E)-[(2- clorofenil)metilideno]amino}but-2-enedinitrila) que possui um substituinte cloro em orto apresentou-se como mais ativa da série na inibição da cruzaína. As mesmas estruturas mais ativas na inibição da cruzaína foram as mais ativas no ensaio de concentração única contra a forma amastigota do T.cruzi, corroborando com a literatura como principal via de ação. Estes resultados são muito promissores para o desenvolvimento de fármacos em uma área que representa um grande problema de saúde pública mundial.

Abstract: Chagas disease is characterized as a neglected tropical disease and is caused by the protozoan Trypanosoma Cruzi, originating from infected triatomines. This disease affects mainly tropical and developing countries and, due to low socioeconomic indicators, has unacceptable indicators for its treatment and control. Another factor for the low rates of treatment are reduced investments in research and development of new drugs. The treatment lacks the development of new drugs with better application in the chronic phase and that exhibit fewer adverse effects. One of the main molecular targets for the development of drugs with trypanocidal activity is the enzyme cruzain, a cysteine protease from T. cruzi, involved in nutrition, metacyclogenesis and cell differentiation, intra and extracellular digestion and in the parasite's virulence factor. Through computational studies such as molecular docking, pharmacokinetic studies involving Administration, Distribution, Metabolism, Excretion and Toxicity (ADMET) and bioactivity profile analysis, Schiff base structures were investigated, for which the analyzes were given in a comparative way with commercial drugs. The Schiff bases studied in this work have a carbon backbone consisting of diaminomaleonitrile or some amino acids, varying the carbonyl compounds. The Schiff bases were chosen for this work, as they are accessible from the synthetic point of view, in addition to allowing the study of structure-activity relationships, due to the large number of derivatives that can be synthesized. Once the previous computational study was carried out, selected Schiff bases were synthesized, characterized and tested in vitro against the cruzain cysteine protease and also against the amastigote form of T. cruzi. Three of the compounds from the diaminomaleonitrile series showed moderate activity against cruzain, and two of the four synthesized amino acid-derived structures showed moderate activity, demonstrating that the rational design of drugs can optimize the selection of more active compounds. Structure 5 ((2Z)-2-amino-3-{(E)-[(2-chlorophenyl)methylidene]amino}but-2- enedinitrile) which has a chloro substituent in ortho was the most active of the series in the attraction of cruzain. The same most active structures in the cruzain sequence were the most active in the single concentration assay against the amastigote form of T.cruzi, corroborating the literature as the main route of action. These results are very promising for the development of drugs in an area that represents a major public health problem worldwide.