Síntese, fotofísica e modelagem molecular de compostos tendo como alvos as enzimas colinesterases e a proteína bsa

Abstract

A busca por moléculas inibidoras das enzimas colinesterases (ChE) constitui uma das estratégias mais estudadas para o desenvolvimento de novos fármacos no tratamento da doença de Alzheimer (DA) segundo a hipótese colinérgica. Como a DA é uma doença multifatorial, tem-se estudado o desenvolvimento de moléculas híbridas, isto é, que atuam em mais de um alvo simultaneamente. A tianeptina, a tacrina, a lofina e o ácido cinâmico foram escolhidas como estruturas moleculares para a elaboração de híbridos. Este trabalho foi dividido em três partes, sendo a primeira dedicada a síntese de ésteres derivados do fármaco tianeptina, a segunda que trata da síntese de moléculas híbridas com variações estruturais provenientes dos núcleos tacrina, lofina e ácido cinâmico, e uma terceira parte em que foi realizado o estudo fotofísico das moléculas sintetizadas e das interações com a proteína BSA. A tianeptina é um fármaco utilizado para o tratamento da depressão. Realizamos a síntese de ésteres da Tianeptina (através da esterificação de Fischer) com o intuito de investigar as suas interações com a proteína albumina sérica bovina (BSA) e as enzimas AChE e BuChE. Porém, os resultados de atividade biológica destes ésteres com as ChE não foram profícuos. Além dos ésteres, neste trabalho foram sintetizados híbridos contendo os núcleos lofina e tacrina unidos através de uma cadeia espaçadora metilênica (de dois a nove átomos de carbono) e derivados do ácido cinâmico contendo uma ligação tripla. A introdução de uma ligação tripla duplamente substituída na estrutura dos híbridos foi realizada a fim de se investigar, tanto experimentalmente e por modelagem molecular, os efeitos da mesma na interação com as ChE. A ligação tripla foi introduzida na estrutura do ácido cinâmico por meio da adição de um substituinte fenil-acetileno ao para-bromo-benzaldeído via reação de acoplamento de Sonogashira, seguida de uma condensação de Knovenagel com modificação de Doebner. Os híbridos foram obtidos por meio da reação de substituição acílica empregando agentes de acoplamento. Desta forma, foram sintetizadas cinco séries de compostos híbridos baseados nos núcleos tacrina, 6-cloro-tacrina, lofina, tacrina-alcóxi-cinamamida e lofina-alcóxi-cinamamida, totalizando trinta moléculas híbridas inéditas. Os híbridos tacrina-cinamamida apresentaram atividade inibitória das enzimas colinesterases com IC50 na escala de nanomolar, além de baixa citotoxicidade frente a três linhagens celulares distintas. Os híbridos lofina-cinamamida não apresentaram atividade frente as ChE, porém mostraram interações com a proteína BSA.

The search for enzyme cholinesterase inhibitory molecules (ChE) is one of the most studied strategies for the development of new drugs in the treatment of Alzheimer's disease (AD) according to the cholinergic hypothesis. As AD is a multifactorial disease, the development of hybrid molecules, that is, that act on more than one target simultaneously, has been studied. Tianeptine, tacrine, lophine and cinnamic acid were chosen as molecular structures for the development of hybrids. We divided this work into three parts: the first dedicated to the synthesis of esters derived from the drug Tianeptine; the second that deals with the synthesis of hybrid molecules with structural variations from the tacrine, lophine and cinnamic acid; and a third part in which it was carried out the photophysical study of the synthesized molecules and interactions with the BSA protein. Tianeptine is a drug used to treat depression. We perform the synthesis of Tianeptine esters (through Fischer esterification) in order to investigate their interactions with the bovine serum albumin protein (BSA) and the enzymes AChE and BuChE. However, the results of biological activity of these esters with ChE were not fruitful. In addition to the esters, in this work were synthesized hybrids containing the nuclei lophine and tacrine joined through a methylenic linker (from two to nine carbon atoms) and derivatives of cinnamic acid containing a triple bond. The introduction of a double substituted triple bond in the structure of the hybrids was carried out in order to investigate, both experimentally and by molecular modeling, the effects on the interaction with the ChE. The triple bond was introduced into the cinnamic acid structure by adding a phenyl-acetylene substituent to para-bromo-benzaldehyde via the Sonogashira coupling reaction, followed by a Knovenagel condensation with Doebner modification. The hybrids were obtained through the acyl substitution reaction using coupling agents. Thus, five series of hybrid compounds were synthesized based on the nuclei tacrine, 6-chloro-tacrine, lophine, tacrine-alkoxy-cinnamamide and lophine-alkoxy-cinnamamide, totaling thirty new hybrid molecules. The tacrine-cinnamamide hybrids showed inhibitory activity of the cholinesterase enzymes with IC50 on the nanomolar scale, in addition to low cytotoxicity against three different cell lines. The lophine-cinnamamide hybrids showed no activity against the ChE, but showed interactions with the BSA protein.