Roberto Parise Filho.

As doenças infecciosas são um fardo significativo para a saúde pública e a estabilidade econômica das sociedades em todo o mundo. A ameaça representada pelas doenças infecciosas é aprofundada pelo surgimento contínuo de novas, não reconhecidas e antigas doenças infecciosas reemergentes. Isso se tornou proeminente pelo aumento contínuo do tráfego aéreo e a possível disseminação global resultante de doenças infecciosas, como recentemente demonstrado de maneira impressionante na disseminação do SARS-CoV-2. Nas últimas décadas surgiram vários novos agentes infecciosos que afetam os seres humanos, a maioria dos quais são zoonóticos e suas origens têm se correlacionado significativamente com fatores socioeconômicos, ambientais e ecológicos. Dentro deste projeto nos concentraremos em vírus altamente patogênicos da categoria 3, como a Influenza Aviária H5N1 e o arbovírus Febre do Nilo Ocidental. Ambos os vírus têm potencial para se espalhar pelos continentes, uma vez que seus hospedeiros são aves e ambos os vírus são endêmicos nos EUA. Até agora, não existem vacinas potentes nem quimioterápicos que justifiquem o tratamento das pessoas infectadas. A descoberta de medicamentos será aplicada a proteínas-chave de todos os vírus (re)emergentes, aplicando as últimas tecnologias de imagem de estrutura de proteínas compostas, bem como verificação de medicamentos em nível celular, vetor de insetos e em estudos com animais.

Diversos estudos apontam o potencial e a tendência da abordagem multialvo no tratamento do câncer. Neste sentido, a hibridação de grupos farmacofóricos de ação distinta pode ser uma valiosa estratégia na descoberta de estruturas capazes de atuar inibindo duas ? ou mais ? vias celulares de sinalização, aumentando a eficácia e melhorando o regime terapêutico do tratamento quimioterápico. Inibidores de fosfoinositídeo 3-quinases (PI3K) e histona desacetilase 6 (HDAC6), quando usados em combinação, têm mostrado sinergismo de ação e aumento da eficácia antineoplásica, principalmente em tumores hematológicos. Face ao exposto, este trabalho tem como objetivo central a síntese de inibidores híbridos, com potencial ação dual sobre PI3Kδ-HDAC6, com vistas ao tratamento do câncer, e melhor compreensão das bases moleculares da ação destes híbridos frente aos seus alvos. Para este fim, os análogos serão planejados, sintetizados, caracterizados e avaliados com relação à sua atividade biológica, em linhages tumorais e nos alvos isolados. Estudos computacionais de docking molecular serão conduzidos para melhor compreensão da interação destes inibidores com seus alvos biológicos e direcionar a síntese.
Palavras-

A hematopoese é um processo hierárquico altamente organizado responsável pela produção de eritrócitos, leucócitos e plaquetas. Em processos neoplásicos, ocorrem alterações nos mecanismos regulatórios levando à substituição de células saudáveis por células neoplásicas e consequente supressão da hematopoese normal. Apesar dos grandes avanços no entendimento da biologia das neoplasias hematológicas nos últimos anos, as opções terapêuticas ainda permanecem limitadas. Nesse contexto, (i) as proteínas da família PIP4K2 podem exercer um papel na patogênese e no prognóstico das leucemias agudas e (ii) o aumento da atividade das HDAC promove a compactação da cromatina e a repressão da expressão de genes específicos contribuindo para o fenótipo maligno. Assim o presente projeto de pesquisa busca atuar em duas frentes distintas na tentativa da ampliação do arsenal antineoplásico contra essas doenças. A primeira frente de estudo é a caracterização dos efeitos celulares e moleculares de um novo inibidor farmacológico de PIP4K2 em modelos pré-clínicos de leucemias humanas. A segunda frente de estudo é a busca de novos inibidores de HDAC com maior potência e seletividade para avanços na farmacologia dos moduladores epigenéticos, sendo que compostos inéditos e sintetizados em colaboração na nossa instituição serão testados. Nossa expectativa é gerar provas-de-conceito em farmacologia celular e molecular e fornecer oportunidades para o desenvolvimento de novas terapias para as neoplasias hematológicas.

Atualmente, o câncer é uma das principais causas de morte no mundo. Estudos recentes relatam que capsaicinóides, substâncias encontradas em várias espécies de pimentas, têm apresentado considerável ação antitumoral pela indução de apoptose seletiva em tumores, via receptores TRPV. Assim, a utilização destes compostos como modelos estruturais para a síntese de análogos com atividade potencialmente superior e menor toxicidade é tema de bastante interesse. Portanto, este projeto tem como objetivo sintetizar análogos capsaicinóides planejados por modificação molecular, avaliar o potencial antitumoral das substâncias e investigar o modus interandi desses análogos com receptores do tipo TRPV6. Os análogos serão sintetizados utilizando métodos como condensação, formação de triazóis, acilação, sulfonilação e tioacilação e, posteriormente, avaliados quanto à sua capacidade citotóxica em células tumorigênicas e sadias. Para os análogos mais promissores, métodos que permitam avaliar as propriedades proapoptóticas, ação sobre o ciclo celular e disparo de sinais cálcio-dependentes serão utilizados para explorar e elucidar o modo de indução de morte celular. Ademais, simulações de docking molecular serão realizadas com o intuito de auxiliar a elucidação do mecanismo de ação e modus interandi, viabilizando o planejamento de estruturas otimizadas que apresentem maior afinidade pelo alvo biológico (TRPV6). Os resultados contribuirão para o conhecimento dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta antitumoral de compostos capsaicinoides e análogos, bem como para a descoberta de potenciais substâncias que possam ser alternativa ou auxiliar no tratamento do câncer.

Atualmente, a tuberculose é considerada uma das principais doenças infecciosas do mundo, uma vez que apresenta dados epidemiológicos alarmantes. Outro fator que implica na alta complexidade dessa doença é sua relação com HIV/AIDS, visto que esse quadro de coinfecção é relacionado com piores prognósticos e aumento da mortalidade. Também considerado um problema, o longo tratamento preconizado para a tuberculose apresenta questões que conduzem a uma baixa adesão, a qual implica no preocupante quadro de resistência a múltiplos fármacos. À vista disso, a busca por novos fármacos contra TB apresenta-se como uma real necessidade e para tanto, o estudo de novos alvos terapêuticos é uma excelente abordagem. Estudos de proteômica e genômica do Mycobacterium tuberculosis revelaram importantes vias metabólicas para serem exploradas como alvo, uma delas é a enzima di-idrofolato redutase, responsável pela síntese de precursores da molécula de DNA. Esse alvo proteico é uma interessante e relativamente nova área a ser pesquisada, visto que não há nenhum fármaco na terapêutica contra a TB que atue nessa enzima. Estudos preliminares obtiveram, por screening, pequenos fragmentos com baixo perfil de afinidade à mtDHFR, entretanto com potencial para tornarem-se inibidores dessa enzima. Portanto, estratégias de otimização de fragmentos podem ser aplicadas com o intuito de obterem-se compostos com atividade aprimorada. Face ao exposto, este projeto propõe o uso de abordagens de docking molecular, bioisosterismo e informações sobre ligantes e a estrutura tridimensional da mtDHFR para a proposição e síntese de novos compostos, baseados na estrutura dos fragmentos previamente obtidos por screening.

O câncer é uma das principais causas de morte no mundo, causando 8,2 milhões de óbitos em 2012, o que impõe a necessidade do desenvolvimento de novos agentes antitumorais mais efetivos e menos tóxicos. Proteínas envolvidas nas vias de morte celular por apoptose, como Bcl-XL, podem estar superexpressas em linhagens tumorais e estão correlacionadas à resistência a quimioterápicos antineoplásicos. Neste contexto, o desenvolvimento de compostos a partir de protótipos capazes de inibir Bcl-XL, como os alcaloides benzofenantridínicos queleritrina e sanguinarina, pode ser promissor na identificação de potenciais antineoplásicos. Tendo isto em vista, o objetivo do presente trabalho é otimizar a atividade dos alcaloides benzofenantridínicos a partir da síntese de análogos isoquinolínicos, benzofenantridínicos e aril-imínicos planejados por simplificação molecular. Os análogos se darão em reações de uma a quatro etapas, que incluem métodos de adição nucleofílica, redução, N-metilação e acoplamento de Suzuki. Os compostos serão caracterizados por RMN 1H e 13C, ponto de fusão, análise elementar e a pureza determinada por HPLC. A avaliação da citotoxicidade se dará em células tumorais Granta 519 e Jurkat pelo método do MTT e a inibição de Bcl-XL será verificada por fluorescência polarizada. O composto mais promissor será submetido a ensaios subsequentes para elucidação do mecanismo de ação ao nível celular. Métodos de modelagem molecular serão aplicados para determinação de propriedades químicas e estudos de docking, a fim de se obter informações a respeito do mecanismo de ação ao nível molecular e propor uma relação estrutura-atividade. Espera-se desenvolver novos compostos com potencial antitumoral, de modo a contribuir com os avanços no tratamento do câncer.

O câncer é o segundo grupo de doenças que mais mata em todo o mundo, atrás apenas das doenças cardiovasculares. No Brasil, esse panorama é preocupante devido ao período de intensa transição etária da população, a qual apresenta acentuada tendência de envelhecimento, fase da vida em que a incidência de câncer é mais observada. Neste contexto, a atual terapia antineoplásica ainda apresenta diversos vieses quanto à toxicidade e seletividade, além de alto valor agregado, limitando o acesso à mesma. Muitos antineoplásicos empregados hoje na clínica médica tiveram, em suas etapas iniciais de desenvolvimento, correlação com produtos naturais. Este fato enaltece a importância de fontes naturais no desenvolvimento de novos compostos bioativos. A wortmanina e a quercetina são substâncias naturais produzidas pelo fungo filamentoso Penicillium wortmanni e por diversas espécies vegetais do gênero Allium e Vitis, respectivamente. Tanto a wortmanina, quanto a quercetina, destacam-se por apresentar importante atividade antiproliferativa e seletiva sobre células neoplásicas. Relatos sugerem que essa propriedade antitumoral ocorra pelo fato de ambas exercerem ação inibitória sobre a enzima fosfoinositídeo 3-quinase (PI3K), superexpressa em diversas linhagens tumorais. Entretanto, limitações de natureza farmacocinética, físico-química e/ou toxicológica, impediram emprego de ambas na terapêutica. Face ao exposto, este projeto propõe o desenvolvimento de novos inibidores quiméricos da PI3K, planejados a partir da wortmanina e da quercetina, através de estratégias de modificação molecular, sendo estas, a simplificação molecular, a hibridação molecular, o bioisosterismo e a variação de grupos substituintes. Para se avaliar a complementariedade entre os inibidores propostos e o sítio catalítico da enzima, será empregada a estratégia de docking molecular dos ligantes no alvo. Após os estudos in silico, os compostos que se mostrarem mais promissores serão sintetizados e caracterizados. Com os produtos sintetizados, pretende-se realizar ensaios de inibição enzimática sobre a enzima PI3K e também ensaios de viabilidade celular, sobre linhagens celulares sadias e tumorais. Com isso, esse projeto pretende obter novas estruturas com atividade antitumoral, seletivas e com menores efeitos adversos associados, visando à melhoria da terapia oncológica contemporânea e assim a qualidade de vida dos pacientes durante o tratamento.

Os microreatores possibilitam excelente transferência de calor e de massa, altíssima relação superfície/volume com um escoamento laminar e pistonado. Vem sendo utilizados na síntese de fármacos em fluxo contínuo, criação de bibliotecas de compostos químicos com potencial farmacológico, síntese contínua em múltiplas etapas, particularmente para reações rápidas que envolvam muito calor, processos químicos intensivos e reações com produtos químicos muito perigosos, tóxicos ou explosivos. Algumas vantagens da síntese de fármacos em microreatores são a redução drástica dos tempos de reação, devido à eliminação dos efeitos da mistura ineficiente, aumento do rendimento e seletividade das reações e redução da geração de resíduos. A Indústria Químico-Farmacêutica é a maior beneficiária desta nova tecnologia, pois os microreatores podem gerar uma quantidade de compostos, com potencial farmacológico, várias ordens de grandeza maior do que no processo batelada tradicional, podem diminuir em anos o tempo para produção comercial de um novo fármaco e podem ser unidades industriais extremamente pequenas e compactas. O objetivo deste trabalho é utilizar um microreator para produzir moléculas orgânicas com potencial farmacológico que já foram sintetizadas em processos batelada no Departamento de Farmácia da FCF/USP, determinar a cinética das reações, determinar as melhores condições operacionais para cada síntese e desenvolver o modelo matemático do processo.

Câncer é uma das principais causas de mortes no mundo e foi responsável por aproximadamente 8,2 milhões de óbitos em 2012. A quimioterapia torna-se necessária para o tratamento, pois diminui as chances de metástases e regride o crescimento tumoral. Linhagens tumorais que apresentam alta expressão de proteínas antiapoptóticas da família Bcl-2 mostram-se resistentes à ação de quimioterápicos antineoplásicos disponíveis na terapêutica. Portanto, o desenvolvimento de compostos que inibem essas proteínas, torna-se interessante para o tratamento do câncer. A queleritrina, um alcaloide presente no Chelidonium majus, representa um atraente protótipo para o desenvolvimento de inibidores de Bcl-2, visto que esta molécula apresenta atividade antiproliferativa por meio da inibição da Bcl-XL, proteína supressora da apoptose. Face ao exposto, o objetivo deste trabalho é sintetizar análogos da queleritrina planejados por simplificação molecular e testar, posteriormente, sua atividade citotóxica. A síntese dos compostos foi realizada em duas etapas, com metodologias baseadas em reações de adição nucleofílica com posterior redução e reações de alquilação. Os análogos foram caracterizados por metodologias analíticas como a espectroscopia de RMN 1H e 13C. Posteriormente, os análogos serão avaliados quanto a sua citotoxicidade em linhagem de fibroblasto humano fetal de pulmão (MRC-5), e quanto à atividade antiproliferativa, em linfoma do manto (Granta 519) e linfoblastoide humana (Jurkat), pois essas representam linhagens que são conhecidas pela alta expressão de proteínas antiapoptóticas da família Bcl-2. Paralelamente a esses ensaios, serão desenvolvidos métodos in silico para determinar propriedades dos compostos sintetizados e elucidar possível relação estrutura-atividade (REA) entre os análogos. Espera-se desenvolver compostos com atividade superior à queleritrina, como potenciais candidatos a fármacos que possam ampliar o arsenal terapêutico para o tratamento de neoplasias.

Atualmente, o câncer é uma das principais causas de morte no mundo. Embora existam diversos fármacos para o controle do câncer, problemas como a baixa seletividade e alta toxicidade estimulam a busca por novas moléculas antitumorais. Produtos naturais têm desempenhado papel importante na introdução de novos fármacos na terapêutica, sejam per si ou até mesmo por serem utilizados como padrões moleculares para obtenção de novas substâncias bioativas. Estudos recentes relatam que capsaicinóides e capsinóides, substâncias encontradas em várias espécies de pimentas, têm apresentado considerável ação antiproliferativa pela indução de apoptose seletiva em tumores. Assim, a utilização destes compostos como modelos estruturais para a síntese de análogos com atividade potencialmente superior é tema de bastante interesse. Assim, este projeto tem como objetivo a síntese de análogos capsaicinóides e capsinóides, utilizando como estratégia norteadora a modificação molecular (hibridação molecular, bioisosterismo e homologia), a avaliação da potencial antitumoral das substâncias planejadas e a previsão de novos protótipos a partir de modelos teóricos de relações quantitativas entre estrutura química e atividade biológica (QSAR). Os análogos serão sintetizados utilizando metodologias de acilação, sulfonilação e tioacilação e, posteriormente, avaliados quanto a sua capacidade citotóxica em células normais e tumorais. Se for interessante, em relação aos análogos mais promissores, metodologias que permitam avaliar as propriedades pró-apoptóticas e ação sobre o ciclo celular serão utilizadas para explorar e elucidar o modo de atuação dos compostos. Para identificar similaridades e explorar o conjunto de compostos sintetizados, considerando as propriedades moleculares, dependentes da estrutura química, a abordagem quimiométrica de análise exploratória de dados será desenvolvida. Com a determinação dos dados experimentais (IC50), modelos matemáticos (QSAR multivariada) serão construídos, validados estatisticamente e utilizados para a previsão de novas entidades químicas com potencial atividade antitumoral. Espera-se também que novos compostos sejam obtidos como alternativa para o tratamento de tumores e que a saúde pública possa usufruir de benefícios em relação ao controle da doença.

A esquistossomose é uma endemia que afeta milhões de pessoas principalmente nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. Os investimentos por parte da indústria farmacêutica na descoberta de novas moléculas potencialmente ativas contra a doença são precários, fato que desloca a responsabilidade de inovação para a pesquisa acadêmica. Este projeto tem como objetivo avaliar a atividade esquistossomicida do dilapiol, óleo essencial extraído em grandes quantidades de espécies de Piper. Além disso, alguns análogos do dilapiol serão sintetizados e espera-se que suas atividades sejam potencialmente superiores. Espera-se que este projeto possa abrir um campo ainda bastante insipiente no país, especialmente na área da esquistossomose, que é o planejamento, a síntese e a avaliação de compostos bioativos. Espera-se também que o projeto possa colaborar na obtenção de compostos alternativos para o tratamento da esquistossomose e que a saúde pública possa usufruir de benefícios quanto à erradicação da doença.

O processo sol-gel é uma metodologia de preparação de cerâmicas porosas, vítreas e cristalinas partindo-se de precursores moleculares, no qual uma rede de óxidos pode ser obtida por meio de reações de polimerização inorgânica. Estas reações ocorrem em solução, e o termo sol-gel é utilizado para descrever a síntese de óxidos inorgânicos obtida por métodos de via úmida. Utilizando o processo sol-gel é possível obter pseudoboemita de pureza elevada para ser utilizada em diversas aplicações como na liberação controlada de drogas. A utilização de materiais nanoestruturados de alto desempenho para a produção de medicamentos inteligentes é uma realidade e nesse contexto, as nanopartículas apresentam papel muito importante na produção de sistemas de liberação controlada de fármacos para o tratamento do ser humano. Nanoestruturas, constituídas por materiais (cerâmicos com elevada área específica e polímeros) com diferentes propriedades, incorporadas a moléculas bioativas, representam avanço significativo nas ciências farmacêuticas e certamente serão aspectos relevantes para a produção de medicamentos mais eficazes e menos tóxicos. Este projeto de pesquisa trata da utilização de uma matriz de pseudoboemita para a liberação de 2 fármacos: aciclovir e atenolol.

O dilapiol é um óleo essencial extraído em grandes quantidades de espécies de Piper, cuja atividade antiinflamatória tem sido relatada. Pretende-se realizar um estudo de Relação Estrutura-Atividade (REA) a fim de se descobrir o grupo farmacofórico do dilapiol. Além disso, vários análogos do dilapiol foram propostos e espera-se que sua atividade antiinflamatória seja potencialmente superior. Foram propostos também ensaios de atividade leishmanicida. Estudos de modelagem molecular podem ajudar a elucidar requisitos estruturais importantes para a atividade do composto. Espera-se que este projeto possa abrir um campo ainda bastante insipiente no país, especialmente na área acadêmcia das ciências farmacêuticas, que é a síntese de compostos bioativos.

A simplicidade estrutural e falta de organização celular dos vírus representa sua adaptação ao parasitismo extremo, e conseqüentemente, a inserção de fármacos mais aprimorados na terapêutica é requerida. A descoberta do aciclonucleosídeo 9-(2-hidroxietoximetil), ou aciclovir (ACV), em 1977, por Gertrude Elion e colaboradores nos EUA, como um agente anti-herpético seletivo, foi precursor de uma era na quimioterapia antiviral, caracterizada pela seletividade no ataque a infecções virais. ACV constitui terapia padrão contra infecções pelo vírus do herpes (HSV-1, HSV-2 e VZV) e vírus Epstein-Barr. No entanto, a proporção de biodisponibilidade oral de aciclovir é de apenas 20%, sendo atribuída a fatores como baixa hidrossolubilidade no TGI, extensivo metabolismo de primeira passagem e principalmente, reduzida permeabilidade celular. Doses elevadas e altas freqüências de administração são requeridas para manter os valores de concentração plasmática de ACV acima do limiar requerido para inibição do HSV. A latenciação compreende uma forma de modificação molecular simples e acessível aos países subdesenvolvidos no tratamento de suas endemias. Pode ser muito eficaz na correção de problemas farmacocinéticos como a baixa biodisponibilidade oral devido à absorção incompleta do aciclovir. O presente trabalho visa sintetizar pró-fármacos de ACV conjugados com aminoácidos, leucina e isoleucina, visto a grande afinidade por ATB0,+ , um transportador intestinal ativo de grande valia quando comparado a outros transportadores. Avaliação da síntese, caracterização do pró-farmaco e determinação da biodisponibilidade oral serão retratados no presente trabalho.