LPSF – ATZDs e AIZDs
Tiazacridinas e Imidazacridinas
Anticâncer
uma colaboração UFAL, UFC, UFPB e UFPE para
desenvolvimento de novos agentes antineoplásicos
Im-Inofar - RJ, 18-19/06/2007
www.ufpe.br/gpit
MECANISMOS DE AÇÃO DE AGENTES CITOTÓXICOS
‘normalmente múltiplos para uma mesma molécula’ Ù ‘efeitos indesejados’
A.
Cinética Global
1. Interação direta com o DNA
Alquilação : principalmente as mostardas nitrogenadas (ciclofosfamida : endoxan),
nitrosouréias, cisplatina por extensão.
Intercalação : antraciclinas (adriamicina e outros), antraquinonas, acridinas (amsacrina).
Agentes cindidores : bleomicina.
2. Interação indireta com o DNA (afetam o DNA por intermédio de reações
enzimáticas essenciais à sua síntese ou à manutenção de sua integridade)
Antimetabólitos : antifólicos (metotrexato), antipirimidínicos(5-fluorouracil, citosinaarabinosida), antipúricos (mercaptopurina), e novos agentes (Gemcitabina e pemetrexed).
Agentes túbulo-afins : vincristina, vimblastina e vindesina (semi-sintética), taxanos (taxol,
taxotera).
Inibidores da topo II : etoposide, VM 26, antraciclinas, acridinas (amsacrina).
Inibidores da topo I : campotecina (CPT-11).
Análogos da purinas : fludarabina, cladribina, pentostatina.
B. Cinética Própria
O efeito da quimioterapia depende da histologia do tumor (tipo, diferenciação celular), do
modo evolutivo, do volume tumoral a ser tratado, da localização (vascularização), etc.
MOTIVAÇÃO E ESTRATÉGIAS DA PESQUISA
Motivação : Amsacrina (acridina) e novos derivados
Química : Estrutura e Propriedades
Biológica : Intercaladora e Inibidora da topoisomerase
Final Séc. XIX : corantes
1ª Guerra : Atividades antibacteriana, antimalárica, ...
1920 : atividade anticâncer
1976 : a amsacrina entra na clínica como agente antileucêmico
1ª SÍNTESE DO GENÉRICO AMSACRINA (SUS): LEUCEMIAS
Epidemiologia do Câncer no Brasil X RENAME
-Leucemias reincidivas em adultos sem medicação adotada pelo SUS
- Amsacrina (Ansidyne®) é utilizada nos países desenvolvidos, mas o seu elevado
preço não permite poder de compra pelo SUS
ESTRATÉGIA DA PESQUISA
2ª SÍNTESE DE NOVOS ANÁLOGOS DA AMSACRINA : TUMORES SÓLIDOS E
MINIMIZAÇÃO DOS EFEITOS INDESEJÁVEIS
Oportunidades instaladas na UFPE :
Recursos humanos : PPGCBiol; PPGCFar; PPGQui
Pesquisa consolidada
- 2000 - Síntese de heterocíclicos acridínicos
- Modelagem molecular: SAR; QSAR 2D e 3D; Docking;
- Atividade antitumoral in vivo : Sarcoma 180 e Carcinoma de Erhlich;
- Tecnologia Farmacêutica (LAFEPE; HEMOPE);
- Gestão da UFPE focada para inclusão social (DINE), em sintonia com a PITCE
Oportunidades instaladas em outras IES do Nordeste :
07/2005 - UFC (in vitro)
12/2005 - Im-Inofar - UFAL (biossenssores de DNA e cristalografia)
2006 - Renorbio - UFC, UFPB (Tox), UFPE, CPqAM-FIOCRUZ, UFAL
Tiazacridinas Anticâncer
Estrutura e Propriedades de Acridinas
Estrutura heterocíclica planar : anéis aromáticos fusionados
Existência de 2 cromóforos : acridina e 9-hidróxi-acridina (acridona)
Possibilidade de derivativação : exploração do C9 para atividade anticâncer
Destaque : acridinas naturais
- alcalóides de plantas: tri- e tetra-ciclo acridonas
- alcalóides de organismos marinhos : piridoacridinas
Tiazacridinas Anticâncer
Acridina e derivados : alvos biológicos
Interação direta com o DNA por intercalação
Lerman, L. S. J. Mol. Biol., 1961, 3, 18.
Através de estudos físicos sobre as interações do DNA com
cátions aromáticos planares, Lerman concluiu que moléculas
planares poderiam se ligar ao DNA por um processo que ele
denominou intercalação.
Interação indireta com o DNA : topoisomerases I e II
Holden, J. A. Anticancer Agents. Curr. Med. Chem., 2001, 1, 1-25.
Topoisomerases são enzimas nucleares envolvidas no processo de
replicação, transcrição e condensação da cromatina.
ATZDs: as topoisomerases como alvos
as posições 9 e 4
do anel acridínico
DNA-intercaladora
DNA-intercaladora
Inibidora de Topo II
Inibidora de Topo I e Topo II
Concepção para Síntese de
Novas Acridinas Anticâncer
- Exploração da posição 9 da acridina => confere afinidade seletiva pela topo II
- Introdução dos anéis tiazolidínico e imidazolidínico, e suas derivatizações, na
posição 9 da acridina
Rigidez estrutural conjugação : ângulo diedro ( 0º ) conformação ±
synperiplanar
- Substituição do Nitrogênio (em posição 9) por um átomo de Carbono :
↓ a metabolização no grupamento amino => ↓ a toxicidade (produção de
oxigênio reativo)
-Possibilidade de Novos sítios de ligação com o DNA e com a Topoisomerase
- Tiazolidinadionas – atividade antiproliferativa via PPARγ
1- Antonini, I. Med. Chem. Rev. 2004, 1, 267-290.
2- Baguley, B. C.; Wakelin, L. P. G.; Jacintho, J. D.; Kovacic, P.
Curr. Med. Chem. 2003, 10, 2643-2649.
3- Denny, W. A. Med. Chem. Rev. 2004, 1, 257-266.
4- Gniazdowski, M.; Denny, W. A.; Nelson, S. M.; Czyz, M. Curr.
Med. Chem. 2003, 10, 909-924.
5- Hutchinson, O. C.; Collingridge, D. R.; Barthel, H.; Price, P. M.;
Principais revisões
Acridinas
Aboagye, E. O. Curr. Pharm. Design 2003, 9, 917-929.
6- Kelland, L. R. Eur. J. Cancer 2005, 41, 971-979.
7- Martinez, R.; Chacon-Garcia, L. Curr. Med. Chem. 2005, 12, 127151.
8- Pujol, M. D.; Romero, M.; Sanchez, I. Curr. Med. Chem.: Anticancer
Agents 2005, 5, 215-237.
9- Demeunynck, M. Expert Opin. Ther. Pat. 2004, 14, 55-70.
10- Demeunynck, M.; Charmantray, F.; Martelli, A. Curr. Pharm.
Design 2001, 7, 1703-1724.
11- Belmont, P.; Bosson, J.; Godet, T.; Tiano, M. Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry, 2007, 7, 139-169.
Resultados
Síntese de ~ 50 Tiazacridinas e Imidazacridinas (UFPE)
Análise conformacional (UFPE)
Docking (UFPE)
Cristalografia (UFAL)
Avaliação da atividade antitumoral in vitro (UFC)
Avaliação da atividade citotóxica in vivo (UFPE)
Biossenssores de DNA (UFAL)
Conclusões e Perspectivas
ATZDs: Análise Conformacional
145,0
144,5
144,0
Calor de Formação (Kcal/mol)
0°
90°
143,5
143,0
142,5
142,0
141,5
141,0
140,5
140,0
139,5
139,0
138,5
270°
180°
138,0
137,5
-30
0
30
60
90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390
Ângulo Diédrico (C4N9C12C13)
Barreira de energia gerada pelo método AM1
ATZDs: SUGESTÃO DO MECANISMO DE AÇÃO
Docking de ATDZ no DNA
Method 1
Method 2
Method 3
Method 4
Method 5
10
Docking Energy (Kcal/mol)
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
4-Br
72,25%
4-NO2
71,4%
3-Cl 4-Fenil benzil 4-Cl
46,91%
68,84%
68,15%
2-NO2
44,03%
Acridine Derivatives
% reduction of the tumoral mass
Energia de Docking para os derivados
acridino-tiaozolidínicos
Visualização do Docking
entre o composto 5-(acridina-9il-metileno)-3-(4-fenil-benzil)tiazolidina-2,4-diona e o DNA
Visualização do Docking entre o
composto 5-(acridina-9-il-metileno)3-(4-nitro-benzil)-tiazolidina-2,4diona e o DNA
AutoDockTools (ADT) v1.1 e Autodock v3.0.5 program [AutoDock, AutoGrid, AutoTors]
ATZDs: SUGESTÃO DO MECANISMO DE AÇÃO
Docking de ATDZ no DNA
ACRIDINAS :
ATIVIDADE ANTITUMORAL
Profa. Teresinha Gonçalves da Silva
Laboratório de Farmacologia e Cancerologia Experimentais
Departamento de Antibióticos
Universidade Federal de Pernambuco
MATERIAL E ANIMAIS
• Camundongos albinos machos Mus musculus
• Sarcoma 180.
• Amostras: 11 TIAZACRIDINAS sintetizadas no
LPSF.
• As amostras puras foram dissolvidas em
solução salina (Tween 80 - 2%).
• Via intra-peritoneal.
METODOLOGIA
• Implantação dos tumores
25 x 106 cel/mL
Animal receptor
Animal doador
8-10 dias de implante
METODOLOGIA
• Tratamento : 7 dias
25 x 106 cel/mL
Após 24 hs inicia-se o tratamento
No 8° dia : retirada dos
tumores e órgãos
RESULTADOS
• Atividade expressa em termos de inibição do crescimento
tumoral:
T W I (%) = C – T x 100
C
T W I (%) = percentual de inibição do peso tumoral
C = média do peso dos tumores do grupo controle
T = média do peso dos tumores tratados.
Tiazacridina
R
E
S
U
L
T
A
D
O
S
AC-4
AC-6
AC-7
AC-10
AC-18
AC-23
Dose (mg/kg)
38,0
12,5
6,25
50,0
25,0
50,0
50,0
50,0
12,5
6,2
3,2
% inibição do
crescimento
tumoral
73,0
60,7
56,3
71,5
62,3
72,2
46,9
83,2
68,0
59,7
30,0
AC-28
AC-30
AC-34
AC-109
AC119
IC 50
mg/Kg
8,1
12,6
25,0
12,5
6,25
50,0
72,6
61,0
47,0
44,0
16,6
CONCLUSÕES
• Entre
as
substâncias
testadas
destacaram-se: AC-04; AC-07; AC-23;
AC-28; AC-30; AC-34.
• Ocorrência de perda de pêlos em doses
≥50mg/Kg
• A redução de peso corpóreo não foi
significativa.
PERSPECTIVAS
• IC50
• Ensaios histopatológicos
• Estudos de pré-formulação
• Toxicidade