PLANEJAMENTO, SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE DERIVADOS ESPIRO-ACRIDÍNICOS E AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ANTITUMORAL APLICANDO TÉCNICA DE DOCKING MOLECULAR

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Tecnológica

Autores

Silva, Y.M.S.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Moura, R.O. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Silva, J.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Santos, M.B. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Albino, S.L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Lócio, L.L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Nascimento, A.P.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA) ; Melo, N.B. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA)

Resumo

Dentre as alternativas para o tratamento do câncer, tem-se como principal a quimioterapia que atua de forma não específica, além do desenvolvimento de resistência farmacológica pelas células tumorais, incentivando a busca de novos scafollds. Objetivou-se a realização de estudos de Docking molecular, síntese, caracterização físico-química e comprovação estrutural de novos derivados espiro-acridínicos. Estudos de Docking na topoisomeraseIIα mostrou variação de -8,91 Kcal mol-1 a -9,55 Kcal mol-1 nos scores de energia livre, o composto mais promissor, AMTAC 06, foi sintetizado pelo método de condensação. A elucidação estrutural através de ressonância magnética nuclear de hidrogênio revelou deslocamentos sugestivos para os grupamentos esperados. Revelando possível ação antitumoral do composto.

Palavras chaves

Câncer; Docking molecular; Derivados acridínicos

Introdução

A busca por novos scafollds através do desenvolvimento de pesquisas para o tratamento do câncer é incentivada por desvantagens das alternativas atuais como a radioterapia que pode danificar o tecido saudável, os quimioterápicos podem atuar de forma não específica e o uso pode ser limitado devido ao mecanismo de resistência farmacológica desenvolvido por células tumorais (KUMAR et al., 2013). E a imunoterapia que também pode danificar às células saudáveis, além do alto custo para a produção de vacinas (GIACOMINI, 2012). Dentre as opções de quimioterápicos promissores têm-se os derivados de acridina, que se apresentam com um núcleo privilegiado, sua citotoxicidade têm sido atribuída a planaridade dessas estruturas aromáticas que possibilitam a intercalação da fita dupla de DNA, através da supressão da topoisomerase atinge-se sua atividade antiproliferativa (BARROS et al., 2012; LAFAYETTE et al., 2013). Alguns pesquisadores destacaram uma alta reatividade do carbono C-9 do núcleo da acridina em sofrer ataque nucleofílico intramolecular, conduzindo a formação de um anel espiro de cinco membros ligado a acridina (ALMEIDA et al., 2016). Salem et al. (2016) sintetizaram novos espirotriazolidina e tiazolidinodiona-acridinas difenil substituídos que apresentaram interação com o DNA, assim como as espiro-acridinas sintetizadas através da introdução de 2- ciano-N-acilidrazona entre anéis fenil e a acridina, seguido por ciclização espontânea por Almeida et al. (2016), cujo estudo avaliou as interações com DNA e inibição das enzimas topoisomerases I e IIα. Nessa linha de raciocínio, tem-se como proposta identificar por meio de estudos de docking molecular compostos promissores para a atividade antitumoral, destacando a importância dos derivados espiro-acridínicos.

Material e métodos

O estudo de docking molecular inclui a obtenção do alvo biológico TOPOISOMERASE II ALFA (PDB ID 5gwk) através do Protein data bank (PDB), seguida do processo de tratamento dos alvos, que consiste na remoção da água como também pequenas moléculas e o ligante. Quatro compostos foram analisados, sendo eles os derivados espiro-acridínicos, desenhados no Chemdraw ultra 12.0 e para realizar a validação do método além do programa AutoDock Tools 1.5.6 foi utilizado o Discovery Studio 2.0 no qual é possível observar a sobreposição entre o ligante cristalografado e a molécula em estudo. Os compostos foram sintetizados a partir de uma rota paralela e convergente, onde foram construídos o 9-carboxaldeído de acridina e os intermediários N- acilidrazônicos, por meio de condensação do tipo knovenagel, seguido de uma ciclização espontânea se obteve os derivados espiro-acridínicos.

Resultado e discussão

A Amsacrina (N-[4-(acridin-9-ilamino-metóxi-fenil]-metanosulfonamida) é um derivado de acridina, que foi considerada um dos primeiros agentes intercalantes de DNA e inibidor da topoisomerase II, sendo aprovado para o tratamento clínico em 1976 (BARROS et al., 2012; BARROS et al., 2013; KUMAR et al., 2013). A mesma foi utilizada como fármaco de referência nos estudos de docking molecular, com energia livre de ligação -10,71 Kcal mol-1 e constante de afinidade 14,22 nM em relação ao alvo topoisomerase IIα, enquanto o composto (E)-1'-((4-chlorobenzylidene)amino)-5'-oxo-1',5'-dihydro-10H- spiro[acridine-9,2'-pyrrole]-4'-carbonitrile (AMTAC 06) com -9,55 Kcal mol-1 e 99,58 nM, em destaque dentre os derivados espiro-acridínicos estudados. De acordo com a figura 1, o composto AMTAC 06 faz interação pi-ânion com o aminoácido ASP A:541 como também uma ligação de hidrogênio convencional com DT D:9, além de pi-alquil e alquil adicionais com outros resíduos, porém a Amsacrina realiza três ligações de hidrogênio convencional que supera em quantidade o AMTAC 06, apresentando interações pi-sigma, pi-alquil, pi-ânion, pi-stacked, pi-enxofre e van der waals adicionais com outros resíduos de aminoácidos em relação ao alvo, justificando seu melhor resultado. Por apresentar os melhores resultados, o AMTAC 06 foi o composto sintetizado, apresentando 24,00% de rendimento e faixa de fusão de 240-242ºC com pequena variação indicando pureza do composto. A elucidação estrutural se deu pela ressonância magnética nuclear de hidrogênio (figura 2), em que o primeiro singleto apresentou sinal em 9,82 ppm sugestivo para o grupamento NH, os singletos subsequentes se apresentaram nos sinais de 8,55 e 8,42 ppm, sugestivos para os grupamentos vinílico e imínico respectivamente.

Representação 2D das interações entre a AMSACRINA (A) e o composto AMTAC 06 (B) com o alvo TOPOISOMERASE II ALFA


Espectro de RMN de 1H do composto AMTAC 06

Conclusões

Os estudos de docking molecular destacou como composto promissor o AMTAC 06 dentre os representantes espiro-acridínicos, que foi sintetizado com bom rendimento e grau de pureza, necessitando apenas de adaptação da rota sintética para melhorar o rendimento. Apresentou-se valores de energia livre de ligação e constante de afinidade favoráveis, logo tende a se apresentar como maior facilidade na conformação desejada. Além da promissora interação com a Topoisomerase IIα que é um alvo importante para ação antitumoral como observado no composto protótipo, Amsacrina.

Agradecimentos

Referências

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