Autores
Machado, P. (UFRJ) ; Garcia, M.E. (UFRJ) ; Lopes Junior, M.A. (UFRJ) ; Farias, A. (UFRJ) ; Romeiro, N. (UFRJ) ; de Souza, A.L. (UFRJ)
Resumo
A inflamação tem sido associada a doenças cardiovasculares, asma crônica, artrite
reumatoide, doenças neurodegenerativas e ao câncer. Os anti-inflamatórios atuais
utilizados na terapêutica apresentam diversos efeitos adversos, de forma que se
torna necessário a busca por novos alvos para o tratamento da inflamação que sejam
mais seguros. Nesse contexto, o presente trabalho visa o estudo in silico e a
síntese de novas Morfolinil-N-Acilhidrazonas como potenciais inibidoras da enzima
IRAK-4. Nos testes in silico de ADMET foram utilizadas ferramentas usuais, tais
como Osiris Property Explorer, SwissADME, Molinspiration e admetSAR 2.0, incluindo
o estudo do docking molecular. As sínteses dos derivados propostos foram
realizadas em duas etapas de acordo com a proposta da análise retrossintética.
Palavras chaves
Acilhidrazonas; IRAK-4; inflamação
Introdução
A inflamação tem sido associada a doenças cardiovasculares, asma crônica,
artrite reumatoide, doenças neurodegenerativas e ao câncer. Os distúrbios
inflamatórios crônicos e as doenças autoimunes são problemas críticos de saúde
que requerem intervenções terapêuticas e afetam a vida de milhões de pessoas em
todo o mundo. Compreender a natureza complexa da modulação inflamatória e os
sistemas de sinalização envolvidos é a chave para a elaboração de possíveis
estratégias terapêuticas. O sinal imunológico tem uma função importante na
inflamação e a disfunção dos componentes de sinalização nestas vias contribui
para o desenvolvimento de autoimunidade e o câncer, por exemplo (CHEN,L. et al.
2018).Nesse contexto, os componentes da família das quinases associadas ao
receptor de interleucina-1 (IRAKs) são intermediários principais da transdução
de sinal por receptores Toll-like (TRL) e receptores de interleucina-1 β (IL-1
β) na imunidade inata e, portanto, têm sido descritas como possíveis alvos
terapêuticos para essas doenças (WANG,L. et al. 2017). Dado o papel crítico da
IRAK-4 nos processos inflamatórios, a modulação da sua atividade representa uma
abordagem terapêutica atraente para o tratamento de doenças imunológicas e
inflamatórias. Inibidores da IRAK-4 descritos na literatura indicam uma
diversidade estrutural química, com vários inibidores entrando em ensaios
clínicos para doenças imunológicas, como artrite reumatóide (RAJAPAKSA,N. et al.
2020). Acilhidrazonas são uma classe importante de compostos para o
desenvolvimento de medicamentos porque possuem atividades tais como anti-
inflamatória, antiviral, antimicrobiana, etc. O presente trabalho apresenta a
síntese e o estudo in silico de Morfolinil-N-acilhidrazonas como potenciais
inibidoras da enzima IRAK-4.
Material e métodos
As sínteses e as caracterizações dos derivados Morfolinil-N-acilhidrazonas 1a-b,
propostos neste trabalho são baseados em relatos da literatura e, também, na
experiência no protocolo desenvolvido por irradiação das micro-ondas do nosso
grupo de pesquisa para a formação de N-acilhidrazonas (SANTOS, D.C. et al.,
2020). Apenas a síntese do derivado 1c está descrita na literatura (NURKENOV et
al.2013).
As sínteses dos derivados Morfolinil-N-acilhidrazonas foram realizadas em duas
etapas, sendo a primeira a formação do intermediário 4(4-morfolinil)benzaldeído
usando carbonato de potássio em DMF por 24 horas em refluxo por 24 horas. Em
seguida, a reação de condensação do intermediário com as respectivas hidrazidas
usando etanol como solvente em meio ácido sob irradiação das micro-ondas.
Os testes in silico de ADMET (absorção, distribuição, metabolismo, excreção e
toxicidade) foram realizados usando o Osiris Property Explorer, SwissADME,
Molinspiration e o AdmetSAR 2.0. O docking molecular dos derivados 1a-c e também
do derivado CA-4948 (inibidor da enzima IRAK-4 da empresa Curis, Inc.) foi
realizado com a estrutura da enzima IRAK-4 na forma ativa e inativa.
Resultado e discussão
A síntese do derivados Morfolinil-N-acilhidrazonas 1a-c ocorreu de acordo com a
análise retrossintética (esquema 1). O intermediário 4-(4-morfolinil)benzaldeído
(2) foi sintetizado através da reação de substituição nucleofílica aromática
entre o 4-flúorbenzaldeído e a morfolina usando carbonato de potássio em DMF sob
refluxo por 24 horas, a reação forneceu um sólido amarelo de acordo com descrito
na literatura (CAN, N. et al. 2018). Em seguida, os derivados 1a-c foram
sintetizados através da condensação entre o intermediário 2 e as respectivas
hidrazidas (benzidrazida, 4-dimetilaminobenzidrazida e a isoniazida) em etanol
sob irradiação das micro-ondas, os rendimentos não foram calculados e as
caracterizações por técnicas espectroscópicas estão em andamento. O teste in
silico de ADMET usando o Osiris mostrou excelentes resultados para o derivado
1a, enquanto para os derivados 1b, 1c e derivado de referência CA-4948 foram
observados riscos tumorigênicos e efeito reprodutivo, assim como baixos
resultados no Druglikeness e Drug-Score. No Molinspiration, os resultados foram
compatíveis com o Osiris. Os valores de Scores de inibidor quinase para os
derivados 1a-c variaram entre -0.17 e -0.3 enquanto para o CA-4948 foi 0.62,
valor muito próximo dos derivados propostos neste trabalho. No SwissAdme e no
AdmetSAR, todos os parâmetros incluindo solubilidade e TPSA corroboraram o
Osiris, destacando apenas o fator grau de insaturação elevado observado para os
derivados 1a-c, provavelmente devido ao grupo azometínico (C=N). Enquanto no CA-
4948, o baixo grau de flexibilidade foi o destaque. A Regra de Lipinski não foi
violada em nenhum dos derivados estudados. O docking molecular dos derivados 1a-
c e CA-4948 foram realizados usando a enzima IRAK-4 na forma ativa e inativa.
Análise retrossintética dos derivados Morfolinil-N- acilhidrazonas 1a-c
Conclusões
As sínteses dos derivados Morfolinil-N-acilhidrazonas 1a-c foram realizadas e as
caracterizações estão em andamento, assim como o docking molecular. O estudo in
silico de ADMET usando o Osiris Property Explorer, SwissADME, Molinspiration e
AdmetSAR apontaram valores coincidentes em solubilidade, TPSA, lipofilicidade
(cLogP), entre outros parâmetros. De acordo com o Osiris, o derivado 1a apresentou
o menor risco de toxicidade assim como o inibidor da IRAK-4 CA-4948 (Curis®). No
SwissADME, todos os derivados não apresentaram violações a Regra de Lipinsk.
Agradecimentos
Os autores agradecem a Faperj e ao CNPq.
Referências
CAN, N. O. et al. Design, Synthesis and Biological Assessment of New Thiazolylhydrazine Derivatives as Selective and Reversible hMAO-A Inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, v. 144, p. 68-81, 2018. DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.12.013,
CHEN, L. et al. Inflammatory responses and inflammation-associated diseases in organs. Oncotarget, v. 9, n. 6, p. 7204-7218, 2018. DOI: 10.18632/oncotarget.23208.
RAJAPAKSA, N. S. et al. Discovery of Potent Benzolactam IRAK4 Inhibitors with Robust in Vivo Activity. ACS Medicinal Chemistry Letters, v. 11, n. 3, p. 327-333, 2020. DOI: 10.1021/acsmedchemlett.9b00380.
SANTOS, D. C. et al. Acylhydrazones as isoniazid derivatives with multi-target profiles for the treatment of Alzheimer’s disease: Radical scavenging, myeloperoxidase/acetylcholinesterase inhibition and biometal chelation. Bioorganic & Medicinal Chemistry, v. 28, n. 10, p. 115470, 2020. DOI: 10.1016/j.bmc.2020.115470.
WANG, L. et al. Crystal structure of human IRAK1. Proceedings of the National Academy of Sciences, p. 201714386, 2017. DOI: 10.1073/pnas.1714386114
