Encapsulação de moléculas com atividade antileishmania e antimalárica em ciclodextrinas: preparo, caracterização físico-química e avaliação biológica

Este trabalho compreende um estudo de sistemas supramoleculares estabilizados por interações não covalentes, formados entre substâncias utilizadas no tratamento de doenças negligenciadas, como as leishmanioses e a malária, com β-ciclodextrina (βCD). Investigou-se a associação do antileishmanico Isot...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2013
Main Author: Paula, Elgte Elmin Borges de lattes
Orientador/a: Machado, Flávia Cavalieri lattes
Co-advisor: Millán, Rubén Dario Sinisterra lattes
Banca: Alves, Oswaldo Luiz lattes, Grazul, Richard Michael lattes, Denadai, Ângelo Márcio Leite lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4433
Resumo Português:Este trabalho compreende um estudo de sistemas supramoleculares estabilizados por interações não covalentes, formados entre substâncias utilizadas no tratamento de doenças negligenciadas, como as leishmanioses e a malária, com β-ciclodextrina (βCD). Investigou-se a associação do antileishmanico Isotionato de Pentamidina (PNT), do antimalárico Artesunato (AS) e do potencial antimalárico 1-(7-cloroquin-4-il)-tiossemicarbazida (CQT) com βCD. Os compostos envolvendo βCD e PNT foram obtidos pelo método de liofilização, ao passo que os compostos envolvendo AS e CQT foram obtidos por secagem por nebulização. Os compostos foram caracterizados por técnicas no estado sólido por espectroscopia vibracional da região do infravermelho (IV), análise térmica (TG/DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Em solução, utilizou-se espectrometria de massas com ionização por eletrospray (IES-EM), ressonância magnética nuclear uni e bidimensional (1H e ROESY) e titulação calorimétrica isotérmica (ITC) (apenas o sistema envolvendo PNT). Além disso, os compostos tiveram sua atividade biológica investigada. Combinando técnicas termodinâmicas e estruturais como ITC, IES-EM e RMN, o processo de inclusão e os parâmetros termodinâmicos foram identificados. Os dados experimentais obtidos por ITC e IES-EM sugerem a formação simultânea de diferentes complexos supramoleculares em solução. Além disso, os dados de RMN sugerem uma inclusão profunda de PNT na cavidade de βCD. Os testes biológicos realizados in vivo, evidenciaram a atividade por via oral do composto de inclusão estudado (βCD:PNT)1:1, em relação ao fármaco livre, o qual é inativo. Tais resultados foram promissores no que se refere à investigação de uma alternativa terapêutica para o tratamento da Leishmaniose. Para o sistema formado entre AS e βCD, as caracterizações indicaram a formação de um sistema supramolecular envolvendo as duas espécies. Experimentos do tipo DOSY, indicaram o mesmo coeficiente de difusão para fármaco e macromolécula, evidenciando assim que os precursores evoluem juntos. Para CQT, verificou-se que o composto de inclusão (βCD:CQT) não foi formado. Deste modo, preparou-se o composto (αCD:CQT)1:1, o qual foi devidamente caracterizado. Os resultados obtidos por ROESY indicaram interações entre os hidrogênios benzênicos, H5, H6 e H8, com os hidrogênios H-3 e H-5 situados na cavidade da molécula hospedeira, envidenciando a formação do composto de inclusão com αCD. Os ensaios biológicos para os antimaláricos AS e CQT foram realizados in vivo. A toxicidade aguda do composto de inclusão (βCD:AS)1:1 não apresentou toxicidade aos camundongos após 5 dias de administração. Adicionalmente, realizou-se ensaios para avaliar a atividade citotóxica de AS, (βCD:AS)1:1 e CQT. Os resultados indicaram que as moléculas não apresentaram toxicidade in vitro para células renais e hepáticas. A atividade in vivo de CQT foi testada contra P. berghei, constatando-se o potencial antimalárico foi ativo no quinto e sétimo dias, reduzindo aproximadamente 66 % da parasitemia.
This work includes a study of supramolecular systems stabilized by non-covalent interactions, formed between the substances used in the treatment of neglected diseases such leishmaniasis and malaria, with β-cyclodextrin (βCD). We investigated the association of antileishmanial pentamidine isethionate (PNT), the antimalarial artesunate (AS) and potential antimalarial 1,7-chloroquinolinyl-thiosemicarbazide (CQT) with βCD. The compounds involving PNT were obtained by lyophilization, while compounds involving AS and CQT were obtained by spray drying. The compounds were characterized by standard solid state methods such as vibrational spectroscopy in the infrared regiond (IR), thermal analysis (TG/DTA) and scanning electron microscopy (SEM). In solution, we used mass spectrometry with electrospray ionization (ESI-MS), nuclear magnetic resonance (1H and ROESY) and isothermal titration calorimetry (ITC) (only the system involving PNT). Furthermore, the compounds have biological activity investigated. Combining thermodynamic and structural techniques such as ITC, ESI-MS and NMR, the inclusion process and the thermodynamic parameters were identified. The experimental data obtained by ESI-MS and ITC suggest the simultaneous formation of different supramolecular complexes in solution. Also, NMR data suggest a deep inclusion of PNT in βCD cavity. The biological tests performed in vivo showed the oral activity of inclusion compound studied (βCD:PNT)1:1, compared to free drug which is inactive. These results are promising with regard to the investigation of alternative therapeutic alternatives for leishmaniasis treatment. For the system formed between AS e βCD the characterizations indicated the formation of a supramolecular system involving two species. DOSY experiments indicated the same diffusion coefficient for the drug and the macromolecule, showing the formation of inclusion compound (βCD:AS)1:1. It was verified that (βCD:CQT) inclusion compound was not formed. Thus the compound (αCD:CQT)1:1 was prepared, which was properly characterized. The ROESY results indicated interactions between the aromatic hydrogens, H5, H6 and H8 with H-3 and H-5 located in the cavity of host molecule, showing the formation of inclusion compound with αCD. The biological tests for antimalarials AS and CQT were performed in vivo. Acute toxicity of the inclusion compound (βCD:AS)1:1 showed no toxicity to mice after 5 days of administration. Additionally, tests were conducted to evaluate the cytotoxic activity of AS, (βCD:AS)1:1 and CQT. The results indicated that the molecules showed no toxicity in vitro in renal and hepatic cells. The in vivo activity of CQT was tested against P. Berghei, noting the potential antimalarial was active in the fifth and seventh days, reducing approximately 66% parasitemia.