UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE … · CAPITULO 1 - O Papel das Acridinas no...

1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

TESE DE DOUTORADO

SÍNTESE E AVALIAÇÃO IN VITRO DE NOVOS DERIVADOS

ISOQUINOLÍNICOS, QUINAZOLÍNICOS, PIRIMIDÍNICOS E PIRIDÍNICOS

ACRIDÍNICOS.

Ricardo Olimpio de Moura.

Recife – 2009

i

RICARDO OLIMPIO DE MOURA

Síntese e Avaliação Antitumoral in vitro de Novos Derivados Isoquinolínicos

Quinazolínicos, Pirimidínicos e Piridínicos Acridínicos.

Tese de Doutorado apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em Ciências

Biológicas para obtenção do Título de Doutor

em Ciências Biológicas, com Área de

Concentração em Farmacologia, Fisiologia e

Química Medicinal.

Orientador: Professor Doutor Ivan da Rocha

Pitta

RECIFE – 2009

iii

UNIVERSIDADE FEDEAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

REITOR:

Prof. Dr. Amaro Henrique Pessoas Lins

VICE-REITOR:

Prof. Dr. Gilson Edmar Gonçalves e Silva

PRÓ-REITOR PARA ASSUNTOS DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO:

Prof. Dr. Anísio Brasileiro de Freitas Dourado

DIRETOR DO CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS:

Profa. Dra. Ângela Maria Isidro de Farias

VICE-DIRETOR DO CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS:

Profa. Dra. Silvia Regina Arruda de Moraes

COORDENADORA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS

BIOLÓGICAS:

Profa. Dra. Maria Tereza dos Santos Correia.

iv

“Sinto que já cheguei quase à liberdade. A ponto de não precisar mais

escrever. Se eu pudesse, deixava meu lugar nesta pagina em branco:

cheio do maior silencio. E cada um que olhasse o espaço em branco, o

encheria com seus próprios desejos”.

Clarice Lispector.

v

DEDICATORIA

A Deus por cada dia que já me foi dado nesta vida e que se fosse possível, de cada

um deles, não mudaria uma virgula.

A minha Mãe Maria Madalena da Silva, pelo seu amor incondicional, sem ele eu não

teria chegado ate onde estou. Ao meu Pai José Olimpio de Moura, por ter sempre

acreditado em mim.

Aos meus irmãos Josemi Olimpio de Moura e Guilherme Olimpio de Moura, por tudo

que eles representam para minha vida.

A todas as pessoas que passaram em minha vida, sei que cada uma delas

contribuíram com o que foi permitido para o meu crescimento.

vi

AGRADECIMENTOS

A meu Orientador Prof. Dr. Ivan da Rocha Pitta do Laboratório de Planejamento e

Síntese de Fármacos LPSF/UFPE – pela orientação e incentivo, além das

oportunidades que me foram dadas para o desenvolvimento desse trabalho.

Ao Prof. Dr. Jean Jacques Bourguignon da Faculté de Pharmacie da Université Louis

Pasteur/França por todo incentivo e ajuda e principalmente por ter abertos as portas

de seu Laboratório, para que fosse possível o desenvolvimento desse trabalho.

A Profa. Dra. Martine Schmitt da Faculté de Pharmacie da Université Louis

Pasteur/França por todo aprendizado, apoio incentivo e ajuda, além de toda

paciência que teve comigo ao desenvolver desse trabalho, principalmente nas

dificuldades de adaptação.

A Profa. Dra. Maria do Carmo Alves de Lima do Laboratório de Planejamento e

Síntese de Fármacos – LPSF/UFPE, por seu apoio, incentivo e principalmente por

ter sempre acreditado em mim.

Ao Prof. Dr. Manuel Odorico de Moraes do Laboratório de Oncologia Experimental

da Universidade Federal do Ceara, por realizar os testes de citotoxicidade in vitro.

Ao Prof. Dr. Francisco Jaime Bezerra Mendonça Junior do Departamento de

Bioquímica da Universidade Estadual da Paraíba, pelo apoio e incentivo.

vii

A Profa. Dra. Teresinha Gonçalves da Silva, do Laboratório de Bioensaios para

Pesquisa de Fármacos da Universidade Federal de Pernambuco pelo apoio e

incentivo.

A Adenilda Eugênia de Lima, secretaria da Pós-Graduação em Ciências Biológicas

pelo apoio, incentivo e dedicação.

Aos meus amigos e companheiros de jornada de laboratório tanto no Brasil quanto

na França, sei que sem eles, peças fundamentais nesse trabalho, a caminhada teria

sido muito mais árdua e sem animo.

Aos meus amigos da pós-graduação Diana Malta; Aracelly França, Juliana Cruz,

Juliana Kelle Lemoine, Cleiton Diniz, ,Anekécia Lauro, Fabiana Oliveira dos Santos

Gomes, Arthur Felipe dos Santos Barbosa, Andrea Cristina Apolinário da Silva, Luiz

Carlos Apolinário da Silva, as minhas queridas amigas e companheiras de Mestrado

e Doutorado Micheline Miranda da Silva e Manuela dos Santos Carvalho.

Em especial gostaria de agradecer a dois companheiros de trabalho, sei que muito

aprendi com eles e não mediram esforços para me ajudar, Willams Leal e Antonio

Sergio, que sem a ajuda deles o trabalho teria sido muito mais difícil.

As minhas duas grandes amigas e companheiras de longa data Diana Jussara do

Nascimento Malta e Maria Patrícia Albuquerque de Farias, pela caminhada iniciada

na Graduação, nos momentos difíceis de nossas vidas e principalmente em saber

que parte desse trabalho, devo também ao esforço dedicado a mim dessas duas

almas companheiras.

viii

Aos meus grandes amigos cariocas, Arthur Eugen Kummerle, Alexandra Basílio e

Fernando, pela amizade iniciada na França e que dura ate hoje no nosso pais, pelo

apoio incentivo e companheirismo nos nossos momentos de trabalho e de laser

passados juntos, onde passamos a ser uma família.

A Ana Carolina Monteiro Santiago, pessoa essa tão importante na minha vida, por

toda credibilidade que me foi dada e principalmente por ter dedicado uma parte de

sua vida a minha, isso nunca será esquecido.

A toda minha família, pelo amor, carinho e compreensão, principalmente pelo apoio

que me foi dado, mesmo quando estava muito longe delas.

A CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro, no qual sem eles esse projeto não teria

avançado.

ix

SUMÁRIO

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

LISTA DE ESQUEMAS

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE TABELAS

RESUMO

ABSTRACT

INTRODUÇÃO 01

REVISÃO DA LITERATURA 04

Câncer: Doença Multifatorial 06

Uma Visão Molecular das Causas do Câncer 07

Teoria dos Hits 07

Controladores do Crescimento Celular 10

Prevalência de Câncer no Brasil e no Mundo 12

Tratamento 18

Antimetabólitos 19

Agentes Alquilantes 20

Agentes Capazes de Clivar a Cadeia de DNA 21

Agentes Hormonais 22

Intercaladores do DNA 23

Fármacos Considerados “Venenos” Topoisomerases 23

x

Acridinas: Como Possíveis Fármacos Direcionados ao Tratamento

do Câncer

28

Química das Acridinas 34

OBJETIVOS 43

Geral 44

Específicos 44

CAPITULO 1 - O Papel das Acridinas no Tratamento do Câncer 45

Introdução 48

Tratamento quimioterápico do câncer 50

Mecanismo de ação dos compostos acridínicos 50

Novas Acridinas com Atividade Anticâncer 51

9-Aminoacridinas 52

Nitroacridinas 54

Isoquinoacridinas 55

Acridinas-4-carboxamidas 55

Acridinas-5-carboxamidas 56

Anilinoacridinas 56

Pirazoloacridinas 57

Derivados de produtos naturais 58

Bisamidoacridinas 59

Derivados de organismos marinhos 59

Tiazoloacridinas 60

Triazoloacridinonas 61

xi

Tiadiazinoacridinas 62

Poliacridinas 62

Conclusões 66

CAPITULO 2 - Síntese e avaliação antitumoral in vitro de novos

derivados acridínicos: influência dos heterociclos na resposta

biológica

87

Introdução 89

Resultados e Discussão da parte Química 89

Resultados e Discussão da Parte Biológica 100

Influência dos Grupos na Resposta Biológica 101

Procedimentos Experimentais 105

Materiais e Métodos 105

Parte Química 105

Parte Biológica 112

CONCLUSÕES 134

PERSPECTIVAS 136

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 138

ANEXO 1 - Thiazacridine and Imidazacridine Compounds as New

Potential Anticancer Agents.

149

ANEXO 2 - Synthesis and antitumor activity of thiazacridines

derivatives.

176

ANEXO 3 – Espectro de Ressonância Magnética Nuclear de

Hidrogênio da Acridina-9-carboxaldeído (AC-2).

192


Hidrogênio da 9-bromo-metil-acridina.

194

xii


Hidrogênio e Espectro de Massa do 3-acridin-9-il-metileno-3H-

piridina-2,6-diona (ACR-18).

196


Hidrogênio e Espectro de Massa do 4-acridin-9-il-metileno-4H-

isoquinolina-1,3-diona (ACR-1).

199


Hidrogênio e Espectro de Massa do 4-acridin-9-il-metileno-2-benzil-

4H-isoquinolina-1,3-diona (ACR-06).

202


Hidrogênio e Espectro de Massa do 3-acridin-9-il-metil-1-benzidril-

1H-pirimidina-2,4-diona (ACR-37).

205


Hidrogênio e Espectro de Massa do 1-acridin-9-il-il-metil-3-benzil-1H-

pirimidine-2,4-diona (ACR-39).

208


Hidrogênio e Espectro de Massa do 3-acridin-9-il-metil-1-benzidril-

1H-quinazolina-2,4-diona (ACR-38).

211

xiii

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

δ ppm – Deslocamento químico em parte por milhão

AC-06 – 5-(acridina-9-il-metileno)-3-(4-nitro- benzil)-tiazolidina-2,4-diona

AC-07 – 5-(acridina-9-il-metileno)-3-(4-bromo-benzil)-tiazolidina-2,4-diona

AcOEt – Acetato de Etila

ACR-01 - -acridin-9-il-metileno-4H-isoquinolina-1,3-diona

ACR-06 - 4-acridin-9-il-metileno-2-benzil-4H-isoquinolina-1,3-diona

ACR-18 - 3-acridin-9-il-metileno-3H-piridina-2,6-diona

ACR-37 - 3-acridin-9-il-metil-1-benzidril-1H-pirimidina-2,4-diona

ACR-38 - 3-acridin-9-il-metil-1-benzidril-1H-quinazolina-2,4-diona

ACR-39 - 1-acridin-9-il-il-metil-3-benzil-1H-pirimidina-2,4-diona

AHMA – 3-(9-acridinilamino)-5-hidroximetilanilina

AMA - 5-(9-acridinilamino)-m-anisidine

AMTs – 5-(9-acridinilamino)-m-toluidina

AOA - 5-(9-acridinilamino)-o-anisidine

AOTs – 5-(9-acridinylamino)-o-toluidina

APA - 5-(9-acridinilamino)-p-anisidine

APTs – 5-(9-acridinilamino)-p-toluidina

APTS – Acido p-toluenosulfônico

BSA – Bis-(trimetilsilil)-acetamida

CCD – Cromatografia em Camada Delgada

CDCl3 – Clorofórmio deuterado

CHCl3 – Clorofórmio

xiv

CI50 – Concentração inibitória em 50%

d – Dupleto

DACA – N-[2-(dimetilamino)-etil]-acridina-4-carboxamine

DCI – Decomposição por ionização química

dd – Duplo dupleto

DMF – Dimetilformamida

DMSO – Dimetilsulfóxido

DMSOd6 – Dimetilsufóxido deuterado

DNA – Ácido desoxirribonucléico

DOX – Doxorrubicina

DPM – Desvio padrão da média

dt – Duplo tripleto

EGF – Fator de Crescimento Epidermal

EtOH – Etanol

FUdRP – Ácido 5-fluoro-2-desoxiduridílico

HCl – Ácido Clorídrico

HCT-8 – Colon Humano

Hep – Heptano

HL–60 – Leucemia promielocitica

INCA – Instituto Nacional do Câncer

J – Constante de acoplamento

m – Multipleto

m-AMSA – N-[4-(acridin-9-ylamino-metoxi-fenil]-metanosulfonamida

xv

MDA/MB-435 – Mama Humano

MDR – Multidrug Resistence

MS – Espectrometria de massa

MTT – 3-(4,5-dimetil-2-tiazol)-2,5-difenil-2H-brometo de tetrazolium

NBS – N-bromossuccinamida

NCI – National Cancer Institute (Instituto Nacional de Câncer)

o-AMSA – N-[4-(acridin-9-ylamino)-2-metoxi-fenil]-metanosulfonamida

OMS – Organização Mundial de Saúde

PCC – Clorocromato de piridinio

q – Quadripleto

Rdt – Rendimento

Rf – Fator de Retenção

RMN1H – Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio

RNA – Acido ribonucléico

rpm – Rotação por minuto

RPMI 1640 – Roswell Park Memorial Institute (meio de cultura celular)

s – Simpleto

SE – Suspensão de Eritrócitos

SF-295 – Sistema Nervoso Central

t – Tripleto

WHO – World Health Organization

XR-11576 – 4-metoxi-benzo[a]-fenazina-11-carboxil-(1-dimetilamino-etil)-amida

XR-5000 – [N-[2-(dimetilamino)-etil]-acridina-4-carboxamida

xvi

LISTAS DE FIGURAS

INTRODUÇÃO E REVISÃO DA LITERATURA

Figura 2.1 – Hits ocorridos no desenvolvimento de carcinoma

matastásico.

09

Figura 2.2 - Principal antagonista dos folatos – metotrexato 19

Figura 2.3 - 5-Fluorouracil um análogo estrutural do Uracil 19

Figura 2.4 - Antimetabólitos Purínicos 20

Figura 2.5 - Mostardas nitrogenadas 21

Figura 2.6 - Complexo 9-aminoacridina-4-carboxamida platina 21

Figura 2.7 - Estrutura da Bleomicina A2 22

Figura 2.8 – Estrutura do Camptothecin 24

Figura 2.9 – Alguns fármacos que atuam nas topoisomerases II 25

Figura 2.10 – Fármacos Capazes de interferir nas topoisomerases I e

II.

26

Figura 2.11 – Estrutura da 4-metoxi-benzo[a]fenazina-11-carboxil-

(1-dimetilamino-etil)-amida (XR 11576)

27

Figura 2.12 - 3-amino-9-aminofenil-acridina 28

Figura 2.13 – Estrutura dos antibacterianos proflavina e acriflavinas 28

Figura 2.14 - Estrutura da Amsacrina 29

Figura 2.15 - Estrutura do o-AMSA 31

Figura 2.16 – Estrutura do AHMA 32

xvii

Figura 2.17- Estrutura dos derivados da AHMA (AOT, AMT e APT) 32

Figura 2.18 – Estrutura dos derivados da AHMA (AOA, AMA, APA) 33

Figura 2.19 - Derivados acridínicos desenvolvidos pelo LPSF – UFPE 34

Figura 2.20 – Acridina 35

CAPITULO 1

Figura 1 - Amsacrina (1), mepacrina (2), quinina (3), acriflavina (4) e proflavina (5)

77

Figura 2 - Fórmula geral dos novos derivados acridínicos utilizados como agentes antitumorais

77

Figura 3 - Estruturas da quinacrina (7) e tacrina (8) 77

Figura 4 - Compostos citotóxicos que atingem o sítio abásico do DNA

diferindo no comprimento das cadeias

78

Figura 5 - Estrutura geral dos derivados da 9-amino-nitro-acridina 78

Figura 6 - Derivados substituídos da 1-nitroacridina 78

Figura 7 - Derivados da isoquino[4,5-bc]acridina 13-17 79

Figura 8 - DACA 18 e seu derivado 19 clorado na posição 7 79

Figura 9 - Estrutura das pirazolo[3,4,5-kl]acridinas-5-carboxamidas 79

Figura 10 - Amsacrina e derivados da anilinoacridina 80

Figura 11 - Derivados da anilinoacridina 80

Figura 12 - Derivados da pirazolo-acridina (28), da acridina-4-

carboxamida (29) e pirazol[3,4,5-kl]-acridina (30)

80

Figura 13 - Derivados da 6H-pirazolo-[4,5,1-de]acridina-6-onas 81

Figura 14 - Estruturas da acronicina (32) e da S23906-1 (33) 81

Figura 15 - Cloreto de di-hidroindolizino[7,6,5-kl]-acridinium 81

Figura 16 - Bisamidoacridinas inibidoras da telomerase 81

xviii

Figura 17 - Ascididemina e derivados (38) e estruturas das

Arnoaminas A1 (39) e B2 (40) e do composto etil 4-metoxi-1-

metilpirido[4,3,2-mn]pirrolo[3,2,1-de]acridina-2-carboxilato 41

82

Figura 18 - Estruturas químicas de derivados da tiazolo[5,4-a]acridina 82

Figura 19 - Estrutura geral de derivados das triazoloacridinonas 83

Figura 20 - Estrutura do C-1305 83

Figura 21 - Desenho racional das [1,2,6]tiadiazino[3,4,5-kl]acridinas 82

Figura 22 - Dímeros de acridina 82

Figura 23 - Estrutura geral da bis(acridina-4-carboxamida) 84

Figura 24 - Derivados bis e tetra-acridínicos 84

Figura 25 - Derivados da bis {[(9-oxo-,10-dihidroacridina-4-

carbonil)amino]alquil}alquilaminas

84

Figura 26 - Complexos bis(acridiniltiouréia)platina II 85

Figura 27 - Estruturas da bis(pirimido[5,6,1-de]acridinas) (57) e da

bis(pirazolo[3,4,5-kl]acridina-5-carboxamidas) (58)

85

Figura 28 - Fotonuclease derivada de bis-acridinas 85

CAPITULO 2

Figura 1 - Estrutura dos derivados 9-anilinoacridinicos testados sobre

células tumorais sintetizados por Bacherikov e colaboradores (2005)

128

Figura 2 - Estrutura dos análogos da 9-anilinoacridinicos 129

Figura 3 - Derivados acridinicos testas frente a diversas linhagens de

células tumorais

130

Figura 4 - Estrutura dos derivados acridinicos testados em linhagens

de células de cânceres humanos.

131

xix

LISTAS DE ESQUEMAS


Esquema 2.1 - Reações de Acoplamento cobre-catalisada de Ullmann

e Goldberg.

36

Esquema 2.2 - Reação de aminação cobre catalisada 37

Esquema 2.3 – Síntese do acido N-(3-cloro-fenil)-antranilinico) 37

Esquema 2.4 - Síntese de derivados 9-aminoacridinicos pela reação

de Ullmann modificada

38

Esquema 2.5 – Síntese dos derivados 5-(9-acrinilamino)-m-anisidines 39

Esquema 2.6 – Síntese de obtenção da 9-metil-acridina 39

Esquema 2.7 – Síntese do 9-acridinaldeido a partir da oxidação do

grupo metila

40

Esquema 2.8 – Síntese do 2-ciano-acridin-9-il-acrilato de etila

(LPSF/IP29)

40

Esquema 2.9 - Derivados tiazo-acridínicos sintetizados por Silva

(2003)

41

Esquema 2.10 – Síntese de derivados 4-tioxo-imidazo e 4-tioxo-tiazo

acridínicos desenvolvidos por Magalhães (2003)

41

CAPITULO 2

Esquema 1 - Mecanismo reacional para obtenção da 9-metil-acridina

(AC-1)

116

Esquema 2 – Mecanismo reacional para obtenção da acridina 9-

carbaldeido

117

Esquema 3 – Mecanismo proposto para a obtenção da 9-bromo metil- 118

xx

acridina

Esquema 4 - Provável mecanismo para a obtenção do 3-acridin-9-il-

metileno-3H-piridina-2,6-diona

119

Esquema 5 - Provável mecanismo de obtenção do 4H-isoquinolina-

1,3-diona

120

Esquema 6 - Provável mecanismo para obtenção do 4-acridin-9-il-

metileno-4H-isoquinolina-1,3-diona

121

Esquema 7 – Mecanismo para a síntese do 2-benzil-4H-isoquinolina-

1,3-diona.

122

Esquema 8 – Provável mecanismo reacional para obtenção do 1-

benzidril-1H-pirimidina-2,4-diona

123

Esquema 9 - Mecanismo reacional do 3-acridin-9-il-metil-1-benzidril-

1H-pirimidina-2,4-diona

124

Esquema 10 - Mecanismo reacional para obtenção do 3-benzil-1H-

pirimidina-2,4-diona

125

Esquema 11 – Rotas sintéticas testadas para a obtenção do 1-Acridin-

9-il-metil-3-benzil-1H-quinazolina-2,4-diona

126

xxi

LISTAS DE TABELAS


Tabela 2.1 – Tipos de cânceres causados por alterações em genes

específicos

11

Tabela 2.2 – Estimativas para o ano de 2008 no Brasil, do número de casos

novos de câncer, segundo a sua localização primaria

15

Tabela 2.3 – Estimativas para o ano de 2008 no Nordeste do Brasil, das

taxas brutas de incidência por 100.000 habitantes e do número de casos

novos de câncer, segundo a sua localização primaria.

16

Tabela 2.4 – Estimativas para o ano de 2008 no Estado de Pernambuco e

Grande Recife, das taxas brutas de incidência por 100.000 habitantes e do

número de casos novos de câncer, segundo a sua localização

17

CAPITULO 1

Tabela 1 - Estruturas químicas de derivados das bis e tetra-acridinas

85

CAPITULO 2

Tabela 1 - valores referentes ao percentual das médias de inibição do

crescimento (%IC) e desvio padrão (DP) da média dos compostos em

concentração única de 25 g/mL, testados em diferentes linhagens tumorais

através do teste do MTT (72h). Doxorrubicina e Amsacrina foram usados

como controle positivo

131

Tabela 2 - valores de CI50 e intervalo de 95% de confiança (IC95%) em

g/mL das substâncias selecionadas em diferentes linhagens celulares no

teste do MTT. Foram consideradas ativas aquelas que apresentaram CI50 <

4 g/mL. Doxorrubicina foi usado como controle positivo.

132

xxii

RESUMO

Os derivados acridínicos são drogas capazes de interagir com moléculas nucleares,

como DNA e inibir enzimas nucleares, como as topoisomerases, sendo assim, fortes

candidatos ao desenvolvimento de novos fármacos com atividade antitumoral.

Dentre os derivados acridínicos, a Amsacrina se encontra na clinica medica e

apresenta boa atividade antineoplásica, principalmente contra leucemias. A síntese

dos derivados acridínicos, ocorre de forma paralela e convergente, onde os núcleos

são construídos separadamente e depois condensados. Assim, temos por objetivo,

além da obtenção dos novos derivados acridínicos, o aperfeiçoamento das técnicas

de obtenção dos intermediários essenciais na construção de novas moléculas

farmacologicamente ativas, buscando maior rendimento, estabilidade, diminuindo

assim o número de etapas no desenvolvimento das mesmas e o custo. O método

utilizado parte da obtenção da 9-metilacridina através da reação da difenilamina com

acido acético glacial, em seguida é oxidada à aldeído por duas etapas, a primeira

consiste na formação de um intermediário reativo através da reação da 9-

metilacridina acridina com N,N-dimetil-4-nitrosoaniline em meio alcoólico. A segunda

etapa consiste em uma oxidação em meio ácido conduzindo à formação do aldeído.

O núcleo isoquinolínico substituído foi obtido através de uma reação do anidrido

homoftálico com benzilaminas, conduzindo à formação da 2-benzil-isoquinolina-1,3-

diona, que foram posteriormente condensados em meio básico com aldeídos

acridínicos, levando aos compostos finais. Os núcleos pirimidínicos e quinazolínicos

são comerciais e sofrem reações de N-alquilações sucessivas com haletos de

benzila e 9-bromo-benzilacridina, obtidos através de uma reação de halogenação

partindo-se da 9-metilacridina usando-se N-bromossucinamida (NBS) como doador

de halogênio. E assim foram obtidos 5 novos derivados acridinicos com heterociclos

diferentes, que foram caracterizados por RMN1H e Espectrometria de massa,

apresentado rendimentos entre 55 e 75% e testados frente a quatro linhagens

celulares de câncer diferentes, através de analise colorimétrica baseada na

conversão do sal 3-(4,5-dimetil-2-tiazol)-2,5-difenil-2H-brometo de tetrazolio (MTT)

em azul formazan, a partir de substratos de enzimas microssomais e mitocondriais

presentes somente nas células metabolicamente ativas, na dose de 25µg/mL. Os

compostos que apresentaram melhores resultados foram os derivados

isoquinolinicos, o 4-acridin-9-il-metileno-4H-isoquinolina-1,3-diona com redução de

96 e 63% do crescimento celular em HL-60 e HCT-8 respectivamente e o 4-acridin-

9-il-metileno-2-benzil-4H-isoquinolina-1,3-diona com redução de 98 e 78% do

crescimento celular em HL-60 e HCT-8 respectivamente.

Palavras-chaves: Derivados acridinicos, Antitumoral, Citotoxicidade.

xxiii

ABSTRACT

Acridines derivatives are drugs able to interact with nuclear molecules, such as DNA

and inhibit enzymes such as topoisomerases, thus, strong candidates for the

development of new drugs with antitumor activity. Among the acridines derivatives,

the amsacrine is already in clinical medicine and has good anticancer activity,

especially against leukemia. The synthesis of derivatives acridine, occurs in parallel

and convergent pathway, where the nuclei are built separately and then condensed.

The first step is obtaining of 9-methyl-acridine, followed by oxidation. Thus we have

the goal of obtaining new derivatives acridine, improving the techniques of obtaining

the key intermediaries in the construction of new pharmacologically active molecules,

seeking greater efficiency, stability, thereby reducing the number of stages in the

development, as well as the cost. The method used to obtain the 9-metilacridina by

the reaction of diphenylamine with glacial acetic acid, then is oxidized the aldehyde

by two stages, the first is the formation of a reactive intermediate through the reaction

of 9-methylacridine with N, N-dimethyl-4-nitrosoaniline amid alcoholic. The second

step is to oxidation in an acidic environment leading to formation of the aldehyde.

The nucleu Isoquinoline replaced was obtained through a reaction of anhydride

homophitalico with benzilaminas leading to formation of 2-benzyl-isoquinoline-1,3-

dione which was then condensed with aldehyde acridinicos amid basic leading

compounds to end. The nucleus pyrimidine and quinazoline are commercial suffering

reactions of N-alkylation with benzyl halide and 9-bromo-benzilacridine, obtained

through a reaction of halogenations from the 9-methylacridine using N-

bromossucinamide (NBS) as a donor of halogen. And so were obtained 5 new

acridines derivatives with different heterocycles that were characterized by mass

spectrometry and RMN1H and presented yields between 55 and 75% and tested

against the four cell lines of different cancers, the dose of 25μg/mL. The compounds

that showed better results were derived from the 4-isoquinolines acridin-9-yl-

methylene-4H-isoquinoline-1,3-dione with a reduction of 96 and 63% of cell growth in

HL-60 and HCT-8 respectively and 4-acridin-9-yl-methylene-2-benzyl-4H-

isoquinoline-1 ,3-dione with a reduction of 98 and 78% of cell growth in HL-60 and

HCT-8 respectively.

Keywords: Acridine derivatives, Antitumoral, Citotoxicity

1

INTRODUÇÃO

2

1. INTRODUÇÃO

As ciências evoluíram junto com o pensamento humano, e vem crescendo

com uma velocidade maior a cada década principalmente devido aos avanços

tecnológicos. Na realidade, um grande numero de informações em nível médico-

biológico têm alcançado profissionais desta área, e com isso, grandes descobertas

têm auxiliado na compreensão e elucidação do desenvolvimento de determinadas

patologias que a muitos anos vem afligindo a vida do homem. Isso se torna claro,

principalmente com a possibilidade de manipulação do DNA e o mapeamento

genômico, que nos permite hoje compreender melhor o desenvolvimento de varias

doenças entre elas o câncer (SCHOR, 2003).

Esta doença é considerada um problema de saúde publica em todo mundo,

além de ser apontada como a segunda causa de morte nos países desenvolvidos,

perdendo apenas para doenças cardiovasculares. No Brasil, as estimativas para o

ano de 2008, válidas também para o ano de 2009, apontam que ocorrerão 466.730

casos novos de câncer. Os tipos mais incidentes, à exceção do câncer de pele do

tipo não melanoma, serão os cânceres de próstata e de pulmão, no sexo masculino,

e os cânceres de mama e de colo do útero, no sexo feminino, acompanhando o

mesmo perfil da magnitude observada no mundo (INCA 2007).

Existem algumas alternativas no tratamento da doença como: a radioterapia,

a terapia gênica, e a quimioterapia além da intervenção cirúrgica. Todas elas podem

ser utilizadas isoladas ou associadas. Entretanto, a quimioterapia é uma das

abordagens mais aplicada no tratamento, e nesse sentido surge à necessidade de

aprimorar esta ferramenta, principalmente no desenvolvimento de novos fármacos,

em especial aqueles ativos contra os tumores sólidos. Um dos fatores limitantes do

uso dos quimioterápicos é o surgimento de células tumorais capazes de desenvolver

mecanismos de resistência farmacológica de etiologia multifatorial (FORMARIZ et

al., 2004).

Diante de tal situação, surge a necessidade do desenvolvimento de novos

fármacos que possam superar esses mecanismos de resistência além de apresentar

3

uma atividade biológica satisfatória. Neste contexto, os derivados acridínicos como a

N-[2-(dimetilamino)-etil]acridina-4-carboxamina e seus análogos, classificados como

agentes intercaladores de DNA, apresentam atividade inibitória frente a enzimas

reguladoras do DNA, as topoisomerases I e II (SCHENEIDER, 1988; BAGULEY,

1997) e não são relativamente afetadas pela Resistência Multidroga (MDR) mediada

pela glicoproteina-P, devido à sua alta lipolificidade (ATWELL, 1987; BAGULEY,

1997).

Diante de todas essas informações e utilizando as ferramentas

disponibilizadas pela Química Medicinal no Planejamento Racional de Fármacos,

baseado no bioisosterismo, é que novos derivados acridínicos foram sintetizados

através de uma variedade de reações químicas, buscando sempre uma rota sintética

mais simples, com melhores rendimentos e menor custo. Os derivados obtidos foram

também submetidos a um screening inicial para avaliar seu potencial citotóxico.

O presente trabalho abordará inicialmente uma fundamentação teórica, onde

discutiremos a doença, a teoria de seu desenvolvimento, sua incidência no Brasil e

no mundo, opções de tratamento, seguido de derivados acridínicos usados para

combater a doença e os que são atualmente considerados promissores.

A seguir, abordaremos a necessidade do planejamento de fármacos e a sua

importância na resposta biológica, a química das acridinas por fim, a metodologia

utilizada para a obtenção dos novos derivados, com uma breve abordagem sobre os

prováveis mecanismos de reação em cada etapa na obtenção dos novos derivados,

assim como sua elucidação estrutural.

A última etapa do trabalho consiste nos testes de citotoxicidade in vitro frente

a quatro linhagens celulares diferentes, selecionando o(s) composto(s) mais

promissor(es) e assim avaliar sua IC50., além de verificar a importância dos

heterociclos na resposta biológica.

4

REVISÃO DA

LITERATURA

5

2. REVISÃO DA LITERATURA

A descoberta sempre foi algo que fascinou o homem. Durante um longo

período na historia da humanidade, acreditava-se e ensinava-se que o mundo tinha

sido criado subitamente no ano 4004 a.C., a duvida na época era apenas se essa

criação tinha ocorrido no inverno ou verão deste ano (LIMA, 2003).

Essa curiosidade sobre o inicio da historia do homem serve para caracterizar

sua própria evolução em sua estrutura mental e intelectual. Na antiguidade, a

religião e a filosofia competiram pela supremacia, e a ciência somente se destacou

completamente no século XIX.

Esse fato se deve, ao esforço de muitos pesquisadores, que mesmo na

época, não apresentavam recursos e ,ate mesmo, credibilidade sobre a importância

da ciência na criação e evolução humana.

Entretanto, foi em um monastério onde surgiu um dos primeiros

pesquisadores sobre as ciências da vida e a evolução humana através da

hereditariedade. Gregor Mendel foi um desses pesquisadores, que iniciou um

programa de pesquisas sobre hibridização de plantas que, postumamente, lhe valeu

o titulo de descobridor da ciência genética. Seus estudos forneceram um marcante

exemplo de boa técnica cientifica. Seu trabalho foi baseado na escolha de um

material de pesquisa bem adequado ao estudo do problema em questão, planejou

cuidadosamente seus experimentos, coletou grandes quantidades de dados, e usou

analise matemática para mostrar que os resultados eram consistentes com a

hipótese explicatória (GRIFFITHS, et al,1998).

Os estudos de Mendel, hoje culminam com os conceitos usados pela Química

Medicinal, através do planejamento, coleta de dados e analises matemáticas,

resultando na interação multidisciplinar, com objetivo central o desenho e a

descoberta de novos compostos que sejam adequados ao uso como fármacos.

6

Essa descoberta pode exigir a pesquisa básica sobre a natureza biológica e

química do estado patológico, e para isso exigem a contribuição de especialistas de

outras áreas e que o químico medicinal possua conhecimento geral sobre tais áreas

(THOMAS, 2003).

2.1. Câncer: Doença Multifatorial

Com a descoberta do DNA como a molécula responsável pela informação

genética, vários pesquisadores focalizaram sua atenção a sua estrutura. Na

realidade apenas se conhecendo a estrutura do DNA seria possível compreender

como essa molécula carrega informações e como faz copias idênticas de si mesma

(MICHELACCI et al, 2003 apud SCHOR, 2003). A possibilidade de manipular direta

e precisamente a molécula de DNA determinou o mapeamento genômico de varias

doenças e entre elas o câncer que se apresenta como uma das mais crescentes do

mundo (SCHOR, 2003).

Várias definições foram adotadas que pudessem melhor conceituar o câncer

que em poucas palavras pode ser resumido basicamente como uma doença de

células, caracterizada por um desvio nos mecanismos que controlam e dirigem a

proliferação e diferenciação celular.

Assim, o câncer não pode ser representado como uma doença única, e sim

um grupo heterogêneo de doenças que tem na sua origem processos similares

desordenados de divisão celular. Além do que todos os tumores malignos têm a sua

origem a partir de alterações no DNA levando a perturbações nos processos

proliferativos (SCHOR, 2003).

Atualmente, de acordo com a Organização Mundial de Saúde (2008), o

câncer é um termo genérico usado para definir um grupo de doenças que podem

afetar qualquer parte do corpo. Uma de suas características é a rápida criação de

células anormais que crescer para além das suas fronteiras habituais, e que pode,

então, invadir adjacentes partes do corpo e se espalhar para outros órgãos. Este

processo é chamado de metástase, que é considerada a principal causa da morte

pela doença

7

2.1.1. Uma Visão Molecular das Causas do Câncer

De acordo com a literatura, existem varias teorias que abordam as causas do

desenvolvimento de cânceres. Pesquisadores acreditam que se a causa das

alterações forem conhecidas, provavelmente ocorrera à eliminação dos fatores que

desencadeiam a doença e ajudara no desenvolvimento de melhores modalidades de

tratamento.

A taxa de incidência de vários tipos de cânceres está fortemente relacionada

a fatores ambientais e estilo de vida, alem disso, tais células tem certas

características de crescimento, tais como a capacidade de crescer

descontroladamente cercando e invadindo outros tecidos em um processo

conhecido como metástase. De um ponto de vista microscópico, observamos

também algumas características particulares das células cancerígenas, como

alterações na diferenciação celular, principalmente do núcleo e nucléolo (RUDDON,

2007).

A doença é considerada por alguns autores como, uma doença de idade, na

realidade a media de idade para o surgimento de cânceres é 65 anos, devido a uma

serie de fatores de vão se acumulando ao decorrer do tempo, esses fatores são

conhecidos por “hits”. Esses hits podem resultar de susceptibilidade genética e

fatores ambientais tais como, agentes químicos, radiação, vírus, bactérias, infecções

parasitarias, entre outros, ou de agentes gerado endogenamente como radicais

livres (RUDDON, 2007).

2.1.1.1 Teoria dos Hits

Como já mencionado, o câncer é uma doença considerada “doença da idade”,

exceto para alguns tipos de cânceres como, leucemias e sarcomas, que podem

ocorrer em crianças.

Muitos tumores sólidos têm início em indivíduos com aproximadamente 45

anos e cresce logaritimicamente com o passar dos anos, isso da à idéia de que

esses hits aumentam com o aumento da idade (LUEBECK e MOOLGAVKAR, 2002).

8

Pesquisadores afirmam ainda que muitos desses hits são conhecidos por

serem mutacionais na origem, resultado de danos cromossomais ou mudanças nas

bases do DNA. O número necessário para iniciar um processo cancerígeno pode

variar entre um a seis ou até mais, entretanto para progressão a processos

metastásicos são necessários geralmente múltiplos hits. Como por exemplo, no caso

da Leucemia Mielogênica Crônica (CML) há uma translocação cromossomal, que

envolve uma parte do cromossomo 22 (NOWELL e HUNGERFORD, 1960), há na

realidade, uma permutação entre os cromossomos 22 e 9 que produz uma proteína

quimérica, chamada Bcr/Abl, que é uma tirosina quinase constitutiva promotora da

proliferação celular. E assim, a CML parece ser provocada por um único hit, e é

provavelmente por esse motivo drogas que possam atuar nesse alvo são suficientes

para o seu tratamento (RUDDON, 2007).

Por outro lado, muitos tumores sólidos como, câncer de mama, cólon, pulmão

e próstata, provavelmente requer um maior numero de hits para atingir um estagio

de malignidade máxima. O melhor exemplo desse evento é para o câncer de cólon,

no qual estão envolvidos no mínimo cinco hits diferentes, para produzir um

carcinoma invasivo (Figura 2.1). Onde no primeiro passo ocorrem duas mutações

nos genes APC nas células do cólon normais, o segundo passo ocorre à formação

de poliplasias adenomatosa através de uma mutação no gen RAS, o terceiro passo

ocorre duas mutações nos gens PT53 levando a poliplasias displáticas, quarto passo

consiste no carcinoma de cólon, onde ocorrem outros eventos e aberrações

cromossomais e por fim o quinto passo que caracteriza o carcinoma metastático

(RUDDON, 2007).

9

Figura 2.1 – Hits ocorridos no desenvolvimento de carcinoma matastásico.

Assim observamos que existem processos desencadeadores para o

desenvolvimento de cânceres, mas que de uma forma geral estão ligados a

processos considerados imprescindíveis na vida celular: a síntese de DNA, a divisão

e por fim sua diferenciação. Os mecanismos que controlam esses processos

ocorrem através de sinais químicos, como fatores e inibidores de crescimento

(WILLIAMS e LEMKE, 2002).

1° hit (passo 1)

2° hit (passo 2)

3° hit (passo 3)

4° hit (passo 4)

5° hit (passo 5)

10

2.1.2. Controladores do Crescimento Celular

Os fatores de crescimento, assim como os inibidores, exercem as suas

funções através de ligações a receptores na superfície da célula. O que acontece

nas células cancerígenas é um defeito nesses processos reguladores que levam a

um crescimento celular descontrolado, como por exemplo, algumas células

cancerígenas podem produzir excessivamente fatores de crescimento como o Fator

de Crescimento Epidermal (Epidermal Growth Factor – EGF), ou suprimir a

expressão dos inibidores de crescimento como p53, ou até aumentar os números de

receptores dos fatores de crescimento (WILLIAMS e LEMKE, 2002).

A causa dessas falhas no mecanismo de proliferação celular não tem sido

completamente esclarecida, mas sabe-se que existem duas classes de genes que

atuam diretamente na patogênese do câncer. A primeira classe inclui os genes que

controlam diretamente a proliferação celular, os oncogenes e os genes supressores

de tumor; e a segunda classe é formada pelos genes que não controlam diretamente

o ciclo celular, mas controlam as taxas de mutações que são os genes de reparo

(SCHOR: 2003).

Vários geneticistas e pesquisadores de áreas afins definem oncogenes como

formas modificadas de genes celulares normais, os denominados proto-oncogenes.

Estes têm papel essencial no controle positivo da proliferação e diferenciação celular

através de proteínas que exercem sua função em diversos processos intracelulares,

atuando como proteínas quinases, fatores de crescimento ou transdutores de sinal.

Acredita-se que qualquer alteração na estrutura ou na expressão desses genes

altera suas funções normais, levando ao complexo processo de oncogênese

(SCHOR, 2003).

Os genes supressores de tumor nas células codificam proteínas cuja função é

a regulação negativa do crescimento ou do processo de diferenciação celular. Um

gene bem conhecido na supressão tumoral é o p53 que é codificado por um proteína

de 53 KDa. Esta proteína esta envolvida na regulação do ciclo celular através de

suas interações com ciclinas que atua para desacelerar a proliferação celular. O

estudo desse gene conduziu a identificação de outros genes supressores de tumor

11

como o p21. Subseqüentes pesquisas têm sugerido que p21 e p53 trabalham juntos

para retardar uma das fases do ciclo celular (WILLIAMS e LEMKE, 2002).

De acordo com dados publicados por Stewart e Kleihue, divulgados pelo

world cancer report (WHO,2003), uma série de genes estão envolvidos no

desenvolvimento de vários tipos de cânceres. Na tabela 2.1 poderemos observar

alguns genes que estão envolvidos no surgimento de diferentes tipos de cânceres.

Tabela 2.1 – Tipos de cânceres causados por alterações em genes específicos

Síndrome Gene Localização Tipo de câncer

Retinoblastoma Familiar

RB1 13q14 Retinoblastoma osteosarcoma

Neoplasia Endócrina Múltipla I

MEN 1 11q13 Adrenal e células pancreáticas

Neurofibromatose tipo I NF1 17q11 Neurofibromas, gliomas ópticos, feocromacitoma

Síndromes sanguíneas BLM 15q26 Leucemias e Linfomas

Tumor de Wilms Familiar

WT1 11q Tumor de Wilms (rins)

Xeroderma Pigmentoso

XP(A–D) 9q,3p,19q,15p Carcinoma de tecido basal e escamoso,

melanoma

Anemia de fanconi FAC 16q, 9q, 3p Leucemia aguda

Sindrome de Li-Fraumeni

p53 17p13 Mama, Carcinoma adrenocortical, ossos

e tecidos moles, tumores cerebrais e

leucemias

Sindrome de Cowden PTEN 10q22 Mama e Tireóide

Síndrome de Peutz-Jeghers

LKB1 19q Mama e Cólon

Sindrome de Gorlin PTCH 9q31 Carcinoma de Células basais

Dados fornecidos por World Cancer Report (WHO, 2003)

E por fim, a última classe de genes que podem também levar a o câncer são

dos genes de reparo, conhecidos também como “Mutator genes” isso devido a sua

contribuição patogênica quando mutado. A sua principal função nas células normais

é garantir a integridade da informação genética, e mantendo desta forma a eficácia

12

da replicação e reparo do DNA. Esses apresentam comportamentos recessivos na

célula, como os genes supressores de tumor, sendo necessário assim duas

alterações na estrutura do gene para a perda de sua função (SCHOR, 2003).

Desta forma, acredita-se que a formação de um tumor depende de processos

múltiplos que podem ser evidenciados através de alterações genéticas presentes

nas células neoplásicas. E assim o câncer vem se tornando uma doença crescente

em todo o mundo, e já esta se tornando um problema de saúde publica, não só em

países desenvolvidos, mas também em países em desenvolvimento.

2.1.3. Prevalência de Câncer no Brasil e no Mundo

De acordo com Waters (2001), o processo global de industrialização, ocorrido

principalmente no século passado, conduziu a uma crescente integração das

economias e das sociedades dos vários países, desencadeando a redefinição de

padrões de vida com uniformização das condições de trabalho, nutrição e consumo.

Isso resultou em uma significativa alteração na demografia mundial, devido à

redução nas taxas de mortalidade e natalidade com aumento da expectativa de vida

e envelhecimento populacional. Assim, esse processo de reorganização global

determinou grandes modificações nos padrões de saúde-doença no mundo, o que

acarretou uma transição epidemiológica, que foi caracterizada pela mudança no

perfil de mortalidade com diminuição da taxa de doenças infecciosas e aumento

concomitante da taxa de doenças crônico-degenerativas, especialmente as doenças

cardiovasculares e o câncer (ABALA e YANEZ, 1997).

E assim o câncer se tornou claramente um problema mundial. De acordo com

dados publicados pela Organização Mundial de Saúde (OMS, 2003), no ano de 2000

os tumores malignos foram responsáveis por 12 % de aproximadamente 56 milhões

de mortes em todo o mundo.

Entretanto, as taxas de incidência e mortalidade para vários tipos de cânceres

são similares, embora não idênticas em vários países desenvolvidos e em

desenvolvimento. Isso porque tais países apresentam uma maior expectativa de

vida, contudo o que se observa é uma diferença regional na distribuição da doença,

reflexo de diferentes fatores etiológicos. Por exemplo, as etiologias infecciosas,

desenvolvem um importante papel em certas partes do mundo, como as infecções

13

causadas por schistosomiasis em partes da África e da hepatite tipo B na China e

sudoeste da Ásia (PISANI et al, 2005)

No ano de 2005, de um total de 58 milhões de mortes ocorridas no mundo, o

câncer foi responsável por aproximadamente 13%, que em valores reais

corresponde a 7,6 milhões de vítimas. Dentre os tipos de câncer os que mais

mataram foram: pulmão (1,3 milhão), estômago (aproximadamente 1 milhão), fígado

(662 mil), cólon (655 mil) e mama (502 mil). De todos os óbitos ocorridos por câncer

nesse ano, mais de 70% ocorreram em países de media ou baixa renda e estima-se

ainda que, no ano de 2020, o número de casos novos anuais será de 15 milhões,

sendo que cerca de 60% desses novos casos serão em países em desenvolvimento

(WHO, 2008).

Na Europa, mas especificamente na França, um terço das mortes masculinas

e um quarto das mortes femininas são causadas por câncer. Isso também é

justificado pelo tempo de vida da população européia, onde atualmente homens e

mulheres apresentam uma expectativa de vida maior (RICAN et al, 2006)

Na América do Norte, as estimativas também não são promissoras, uma vez

que as expectativas para 2008 foram de 1,44 milhões de novos casos, isso não

incluindo carcinomas in situ de qualquer região, exceto câncer de bexiga, nem

cânceres de tecido escamoso ou basal, pois se estima que esses serão mais de 1

milhão de novos casos, alem disso, estima-se ainda, cerca de 67.770 para

carcinoma de mama in situ e 54.020 para melanoma in situ (AMERICAN CANCER

SOCIETY, 2008).

Uma observação feita aos países da América Latina que, ao contrário dos

países desenvolvidos, esta transição epidemiológica ainda não se completou,

observando-se um aumento na ocorrência de doenças crônico-degenerativas,

enquanto a freqüência de doenças infecciosas e de doenças transmissíveis por vetor

biológico, como malária e dengue permanecem elevadas, além da presença

constante de desnutrição. Na realidade, considera-se a América Latina como a mais

urbanizada das regiões menos desenvolvidas do mundo, sendo que esta

urbanização tem sido acompanhada de pobreza urbana maciça, o que tem

14

contribuído para o agravamento das disparidades sociais (PARKIN, BRAY e

DEVESA, 2001).

E devido às tais disparidades sociais, o mapa global de distribuição dos tipos

de câncer na America Latina, segue uma superposição semelhante à encontrada no

perfil de morbimortalidade anteriormente mencionado. Desta forma, o Brasil destaca-

se como uma área interessante para monitoramento e controle das tendências na

incidência de câncer, assim como para estudo das variações nos padrões desta

doença (GUERRA, MOURA GUERRA e SILVA MENDONÇA, 2005).

De acordo com dados do Instituto Nacional do Câncer, - INCA (2007) No

Brasil, as estimativas para o ano de 2008, válidas também para o ano de 2009,

apontam que ocorrerão 466.730 casos novos de câncer. Os tipos mais incidentes, à

exceção do câncer de pele do tipo não melanoma, serão os cânceres de próstata e

de pulmão, no sexo masculino, e os cânceres de mama e de colo do útero, no sexo

feminino, acompanhando o mesmo perfil da magnitude observada no mundo.

Os valores esperados isolados entre homens e mulheres são 231.860 e

234.870 casos novos respectivamente. Alem disso, estima-se que o câncer de pele

do tipo não melanoma (115 mil casos novos) será o mais incidente na população

brasileira, seguido pelos tumores de próstata (49 mil), de mama feminina (49 mil), de

pulmão (27 mil), de cólon e reto (27 mil), de estômago (22 mil) e de colo do útero (19

mil) (Tabela 2.2) (INCA, 2007).

15

Tabela 2.2 – Estimativas para o ano de 2008 no Brasil, do número de casos novos de câncer, segundo a sua localização primaria

Localização Primaria

Neoplasias Malignas

Estimativa de novos casos

Homens Mulheres Total

Pele não Melanoma 55.890 59.120 115.010

Mama Feminina - 49.400 49.400

Próstata 49.530 49.530

Traquéia, Brônquio e

Pulmão

17.810 9.460 27.270

Estômago 14.080 7.720 21.800

Colo do Útero - 18.680 18.680

Cólon e Reto 12.490 14.500 26.990

Esôfago 7.900 2.650 10.550

Leucemias 5.220 4.320 9.540

Cavidade Oral 10.380 3.780 14.160

Pele Melanoma 2.950 2.970 5.920

Outras Localizações 55.610 62.270 117.880

Total 231.860 234.870 466.730

Fonte: INCA, 2007

A distribuição dos casos novos de câncer segundo sua localização primária é

bem heterogênea entre os Estados do País, onde as regiões Sul e Sudeste, de

maneira geral, apresentam as maiores taxas, enquanto as regiões Norte e Nordeste

mostram as menores taxas. As taxas da região Centro-Oeste apresentam um padrão

intermediário (INCA, 2007).

16

As tabelas a seguir apresentam as estimativas para 2008 de novos casos de

câncer na Região Nordeste (Tabela 2.3) e as estimativas para o Estado de

Pernambuco dando ênfase a capital Recife (Tabela 2.4).

Tabela 2.3 – Estimativas para o ano de 2008 no Nordeste do Brasil, das taxas brutas de incidência por 100.000 habitantes e do número de casos novos de câncer, segundo a sua localização primaria.


Neoplasia maligna

Estimativa dos casos novos

Estado Capital

Casos Taxa Bruta Casos Taxa Bruta

Pele não melanoma 26.240 99,36 5.880 104,36

Traquéia, Brônquio

e Pulmão

3.630 13,81 1.460 26,45

Colo e Reto 2.680 10,18 1.170 20,63

Estômago 3.840 14,63 1.100 20,01

Cavidade Oral 2.500 9,55 800 14,55

Próstata 9.820 37,97 2.900 55,05

Esôfago 1.360 5,24 390 6,61

Mama Feminina 7.630 28,38 3.080 51,70

Pele Melanoma 450 1,75 250 3,48

Colo do útero 4.720 17,58 1.420 23,71

Leucemias 1.900 7,29 580 10,78

Outras Localizações 14.190 53,52 8.100 142,22

Total 78.960 299,26 27.130 479,55

Fonte: INCA, 2007

17

Tabela 2.4 – Estimativas para o ano de 2008 no Estado de Pernambuco e Grande Recife, das taxas brutas de incidência por 100.000 habitantes e do número de casos novos de câncer, segundo a sua localização primaria.


Neoplasia maligna

Estimativa dos casos novos

Estado Capital

Casos Taxa Bruta Casos Taxa Bruta

Pele não melanoma 5.790 132,83 830 108,14

Traquéia, Brônquio

e Pulmão

830 19,45 270 35,29

Colo e Reto 670 15,41 270 33,69

Estômago 700 16,22 170 21,94

Cavidade Oral 510 11,78 140 18,15

Próstata 2.260 54,01 620 85,78

Esôfago 280 6,57 60 7,86

Mama Feminina 2.010 44,86 730 87,90

Pele Melanoma 100 2,31 40 5,53

Colo do útero 1.020 22,73 210 25,26

Leucemias 350 8,28 100 13,01

Outras Localizações 3.520 80,73 1.770 224,06

Total 18.040 414,63 5.210 664,90

Fonte: INCA 2007

Mediante tais informações podemos observar que a doença acomete cada

vez mais a população brasileira, e conseqüentemente também influência a economia

e a qualidade de vida no país. Apesar do Nordeste não esta entre as regiões

brasileiras com maior prevalência da doença, os índices de morbidade e mortalidade

crescem a cada ano, onde em 2008 esta estimado uma taxa de aproximadamente

18

17% dos novos casos no Brasil, um aumento de 1,5% das ultimas estimativas para o

ano de 2005 que foram de 15,5 % dos novos casos.

Para o estado de Pernambuco estão estimados 18.040 novos casos que

corresponde a 3,86 % da população nacional e 22,85% da população nordestina,

perdendo apenas para Bahia que apresenta 23,37% da população estimada a ser

acometida pela doença.

Esse aumento não é considerado tão significativo em relação aos últimos 3

anos, onde se estimou em Pernambuco, para 2005, 17.070 novos casos que

correspondeu a 3,56% da população nacional. Entretanto, em relação ao nordeste,

observamos uma pequena diminuição na incidência de novos casos, que passou de

23, 47% em 2005, para 22, 85% para 2008, como já mencionado.

2.1.4. Tratamento

Com os avanços na Medicina e com a ajuda da tecnologia, atualmente existe

uma variedade de opções para o tratamento de doenças degenerativas como o

câncer. Entretanto, a quimioterapia é considerada uma das abordagens mais bem

aceita para o seu tratamento. É nesse sentido que pesquisadores buscam o

aprimoramento de novos agentes terapêuticos capazes de atuar sobre a doença, e

em especial aqueles que sejam ativos contra tumores sólidos (FORMARIZ et al.,

2004).

Existe uma variedade de fármacos capazes de inibir ou atuar na síntese de

macromoléculas como DNA e RNA. Aqueles capazes de inibir a síntese geralmente

agem como antimetabólitos, ou como inibidores enzimáticos. Os que atuam

diretamente sobre os ácidos nucléicos já existentes, podem ser classificados de

forma geral como agentes intercaladores, agentes alquilantes e agentes que clivam

as cadeias. Em ambos os casos, o resultado final é a prevenção ou a diminuição do

crescimento e da divisão celular (THOMAS, 2003).

19

2.1.4.1. Antimetabólitos

São fármacos capazes de bloquear vias metabólicas normais nas células.

Suas estruturas geralmente são muito semelhantes aos metabólitos celulares e são

usados para impedir a formação do DNA. Esses fármacos podem ser classificados

como antifolatos, antimetabólitos das pirimidinas e das purinas (THOMAS, 2003).

Os folatos são essenciais para a síntese de nucleotídeos da purina e do

timidilato, indispensáveis para a síntese do DNA e a divisão celular. Seu principal

antagonista é o metotrexato (Figura 2.2), que interfere na síntese do timidilato

através de uma ligação do mesmo com uma enzima chamada diidrofolato redutase

(RANG et al., 2004).

Figura 2.2 - Principal antagonista dos folatos – metotrexato

Os antimetabólitos das pirimidinas são geralmente relacionados

estruturalmente com os endógenos que eles antagonizam. Geralmente, eles atuam

por inibição de uma ou mais enzimas que são necessárias para a síntese de DNA,

como exemplo temos o fluorouracil, que é metabolizado pela mesma via que o uracil

(Figura 2.3), gerando o ácido 5-fluoro-2”-desoxiduridílico (FUdRP). O flúor foi

escolhido para substituir o átomo de hidrogênio na posição 5 do uracil porque possui

uma dimensão semelhante ao hidrogênio (WILLIAMS e LEMKE, 2002; THOMAS,

2003).

Figura 2.3 - 5-Fluorouracil um análogo estrutural do Uracil

Outros compostos como o 6-mercaptopurina e a 6-tioguanina (Figura 2.4),

são antimetabólitos purínicos, com estrutura baseada no núcleo da purina. Eles

N

NN

N

N

NH2

H2NCH3

CONH CH

COOH

CH2CH2COOH

5-Fluorouracil

N

N

O

O

H

H

F

Uracil

N

N

O

O

H

H

H

20

inibem a síntese do DNA e em alguns casos do RNA através de mecanismos

diferentes (THOMAS, 2003).

Figura 2.4 - Antimetabólitos Purínicos

2.1.4.2. Agentes Alquilantes

São fármacos correlatos que contêm grupos químicos capazes de formar

ligações covalentes com substâncias nucleofílicas particulares na célula, como o

DNA. Esses agentes em sua maioria são bifuncionais, ou seja, apresentam dois

grupos alquilantes. Nos ácidos nucléicos, atuam principalmente no nitrogênio da

posição 7 (N7) da guanina, por ser fortemente nucleofílico, embora o N1 e N3 da

adenina e o N3 da citosina também possam ser afetados (RANG et al., 2004).

A sua natureza eletrofílica implica também dizer que eles também podem

reagir com um grande número de biomacromoléculas, justificando assim, muito dos

seus efeitos indesejáveis, como as mostardas nitrogenadas (Figura 2.5), que estão

relacionadas com a mostarda de enxofre, o “gás de mostarda” muito utilizado

durante a Primeira Guerra Mundial. No entanto, devido ao seu caráter nucleofílico e

conseqüentemente muito tóxico, outros fármacos foram desenvolvidos como o

clorambucil, um fármaco menos tóxico, sendo ativo contra linfomas malignos,

carcinomas da mama e do ovário e a leucemia linfocitica (THOMAS, 2003).

HN

N

S

H2NN

N

H

6-tioguanina

HN

N

S

N

N

H

6-mecaptopurina6-tioguanina 6-mecaptopurina

21

Figura 2.5 - Mostardas nitrogenadas

Vários outros agentes alquilantes foram sintetizados com objetivo de diminuir

os efeitos colaterais dos derivados das mostarda nitrogenadas. Entre eles temos

bussulfan, dacarbazina, complexos de platina, procarbazina, ifosfamida e melfalan.

Todos esses foram desenvolvidos para alquilar e assim, interferir na síntese do DNA

(BRODY et al., 1997).

Pesquisadores vêm desenvolvendo e testando uma nova serie de análogos

da cisplastina no qual o complexo de platina esta ligado a um intercalador como a 9-

aminoacridina-4-carboxamida que levam a formação do complexo 9-aminoacridina-

4-carboxamida platina (Figura 2.6). Esses análogos exibem uma atividade

semelhante ao da cisplastina, mas também exibem uma significante atividade in vivo

frente a tumores resistentes a cisplastina (TEMPLE et al., 2002).

Figura 2.6 - Complexo 9-aminoacridina-4-carboxamida platina

2.1.4.3. Agentes Capazes de Clivar a Cadeia de DNA

Essa classe de fármacos são capazes de degradar os ácidos nucléicos em

fragmentos menores, entre eles temos as bleomicinas (Figura 2.7) e os seus

análogos. Acredita-se que a sua ação sobre o DNA envolva a intercalação ao DNA e

a quelação do Fe2+ que interage com o oxigênio, resultando na oxidação do ferro e

produção de radicais superóxido e/ou hidróxilas (RANG et al., 2004; THOMAS,

2003).

N

NH2

NH(CH2)n

NHPt

NH2

Cl Cl

O

R N

Cl

Cl

22

Figura 2.7 - Estrutura da Bleomicina A2

2.1.4.4. Agentes Hormonais

Existem tumores em certos tecidos que são considerados hormônio-

dependente. Desta forma, o seu crescimento pode ser inibido por hormônios com

ações opostas, por antagonistas de hormônios ou por agentes que inibem a síntese

dos hormônios relevantes. Entre esses hormônios podemos destacar os

glicocorticóides, que exercem efeitos inibitórios sobre a proliferação dos linfócitos e

são utilizados no tratamento de leucemias e dos linfomas. Além desses, temos os

estrógenos como fosfestrol e os progestogênios como o megestrol e a

modroxiprogesterona, que tem sido bem utilizado nas neoplasias endometriais e

tumores renais (RANG et al., 2004).

Os antagonistas hormonais também têm se apresentado como fármacos

eficazes no tratamento de diversas neoplasias, entre eles temos o tamoxifeno,

considerado o principal antiestrogênico usado clinicamente e age se ligando a

receptores de estrogênio e bloqueando a transcrição dependente de estrógenos em

uma das fases do ciclo celular. Entre os antiandrogênicos temos a flutamida e a

ciproterona que inibem a ligação do androgênio a receptores no núcleo, e são

utilizados em tumores de próstata (BRODY et al., 1997; RANG et al., 2004).

N N

CH3

H2N

CONH2

N

NH

O

H

NH

O

O

OO

OH

OH

HO

OHOCONH2

OH

OH

NH

N

HO

CH3

NH

OHO CH3

NH

S

N

S

N

CONHCH2CH2CH2S

O

CH3

CH3

CH3CONH2

CH3

23

2.1.4.5. Intercaladores do DNA

Esses fármacos são capazes de se inserirem entre as bases da hélice de

DNA e assim inibem a transcrição, o que bloqueia o processo de replicação celular.

Entretanto acredita-se que o processo de replicação pode ser alterado devido à

inibição das enzimas topoisomerases. Esses fármacos devem possuir estruturas que

contêm uma seção com anéis aromáticos condensados, ou uma seção contendo um

anel heterocíclico aromático que pode se encaixar entre as estruturas planas das

bases do DNA. Com isso, acredita-se que esses fármacos além de intercalar o DNA

também atuam como inibidores enzimáticos (THOMAS, 2003).

2.1.4.6. Fármacos Considerados “Venenos” Topoisomerases

As topoisomerases I e II são expressas em diferentes níveis nos diferentes

tipos celulares. A expressão da topoisomerase I é marcante nas linhagens celulares

de câncer de colo enquanto que das topoisomerases II são mais freqüentes em

linhagens celulares de câncer de mama e ovário (HOLDEN et al., 1990). Essas

informações serviram de incentivo para pesquisadores de áreas afins

desenvolverem novos fármacos que fossem capazes de atuar em tais enzimas,

visando uma terapêutica mais eficiente. Com isso, um grande número de compostos

têm sido desenvolvido com capacidade de interferir com a atividade das

topoisomeraeses, principalmente a topoisomerase II, e esses apresentam uma

variedade de características estruturais (BAILLY, 2000).

A variedade de compostos que interferem na atividade catalítica da

topoisomerase I fornece uma oportunidade para avaliar regiões funcionais destas

moléculas. O alcalóide 4-etil-4-hidroxi-1,12-diidro-4H-2-oxa-6,12a-diaza-dibenzo

[b,h]-fluoreno-3,13-diona chamada de camptothecin (Figura 2.8) é conhecido por

inibir a topoisomerase I, e consideráveis evidências indicam que essa droga forma

um complexo covalente com o DNA e topoisomerase I, resultando na inibição da

etapa de re-ligação do ciclo catalítico (HSIANG et al., 1989; FROELICH-AMMON e

OSHEROFF, 1995).

24

Figura 2.8 – Estrutura do Camptothecin

No entanto, Kubota e colaboradores (1992), assim como Tanizawa e

colaboradores (1993) haviam evidenciado em seus trabalhos de pesquisa a

existência de células resistentes ao camptothecin, devido a formas mutantes de

topoisomerases.

Outros estudos em linhagens de células resistentes têm sido iniciado para a

descoberta de mutantes que confere resistência ao camptothecin aparentemente

sem alterar a capacidade da enzima relaxar a super helicoidização (LI, et al., 1997).

Devido a tal fato, análogos sintéticos do camptothencin foram desenvolvidos como o

topotecan e irinotecan (PALUMBO et al., 2002).

Os venenos topoisoemrases II incluem drogas de diferentes famílias, como

antraciclinas, epipodofillotoxinas, flavonóides e derivados da acridina (Figura 2.9).

N

N

O

O

O

CH3OH

25

Figura 2.9 – Alguns fármacos que atuam nas topoisomerases II

Alguns destes fármacos não atuam com ligantes do DNA, enquanto outros

exibem uma alta afinidade pelos ácidos nucléicos. Muitos destes são intercaladores

de DNA (antraciclinas, antracenodiona, derivados da acridina, bisantreno e

actnomicina D). Eles se caracterizam por uma região policíclica planar intercaladora

de DNA e grupos polares de correntes laterais que são eventualmente atacados.

Supõe-se que esta região planar é capaz de “escorregar” entre as bases de DNA e

gerar uma eficiente interação. Além disso, para estabilizar um maior contato com os

ácidos nucléicos, as “correntes laterais” provavelmente interagem com a enzima,

atuando como elementos de reconhecimento da enzima. A estrutura química, a

relativa posição dos grupos farmacóforos (anel planar e “correntes laterais”) parecem

ser fundamentais na modulação das ligações aos ácidos nucléicos e dos efeitos de

envenenamento enzimático (CAPRANICO et al., 1998; BAILLY et al., 1999).

O

O OH

OHO

COCH3

OH

H3CO

NH2

OH

H3C

O

OH

HO

OH

O

H

OH

O

O

O

HO

H O

OO

O

H

H

O

OH CH3

OOH3C CH3

OH

Antraciclinas Epipodofillotoxins

Flavonóides Derivados da Acridina

N

NH

OCH3H3C2OSHN

26

Todos esses fármacos interferem com uma das etapas do ciclo catalítico das

topoisomerases. Eles são capazes de atuarem no então chamado “complexo de

clivagem”, que representa um estado de intensa fragilidade da molécula de DNA,

cuja continuidade é apenas concedida por quatro grupos de ligações de hidrogênio

entre os pares de bases e por interações não covalentes entre os dois monômeros

da topoisomerase II. A estabilidade deste complexo é também suficiente para inibir a

proliferação celular através de um sinal letal para as células que entram em

apoptose como uma resposta a esta agressão (WALKER et al., 1991 Apud ROBERT

e LARSEN, 1998).

Com isso, inibidores duais de topoisomerases I e II, têm apresentado

vantagens por terem a capacidade de interferir tanto nas topoisomerases I como nas

topoisomerases II. Como exemplos podemos destacar o intoplicina e o [N-[2-

(dimetilamino)etil]-acridina-4-carboxamida (XR 5000) conhecida como DACA (Figura

2.10) (PODDEVIN et al., 1993).

Figura 2.10 – Fármacos Capazes de interferir nas topoisomerases I e II.

Outros inibidores duais como o derivado da fenazina, o 4-metoxi-

benzo[a]fenazina-11-carboxil-(1-dimetilamino-etil)-amida (XR 11576) (Figura 2.11) foi

desenvolvido para superar o fenômeno da Multdrug Resistence (MDR) (WANG et al.,

2002).

N

N

HO

NH(CH2)3N(CH3)2

H

Intoplicina XR 5000 - DACA

N

NN

H

O

27

Figura 2.11 – Estrutura da 4-metoxi-benzo[a]fenazina-11-carboxil-

(1-dimetilamino-etil)-amida (XR 11576)

Nesse contexto, os derivados acridinicos como N-[2-

(dimetilamino)etil]acridina-4-carboxamina (DACA) e seus análogos estruturais

representam uma classe de agentes intercaladores de DNA com atividade inibitória

frente a enzimas reguladoras do processo de transcrição, topoisomerases I e II

(SCHENEIDER, 1988; FINLAY, 1996). Tais derivados apresentam um amplo

espectro de atividade frente a tumores sólidos em modelos animais e não são

relativamente afetadas pelo fenômeno multidroga resistência mediada pela

glicoproteina-P devido a sua alta lipolificidade (ATWELL, 1987; BAGULAY, 1995).

Spicer e colaboradores (1997) obtiveram uma série de derivados acridínicos,

os quais foram avaliados frente a uma linhagem de células que incluiam o tipo

selvagem (JLc) e mutantes (JLa e JLd) de leucemias Jurkat humana. Constataram

que essa linhagem mutante apresentava resistência a agentes específicos inibidores

da topoisomerases II, principalmente devido ao baixo nível enzimático. Daí à

importância de se desenvolver novos agentes terapêuticos eficazes portadores de

uma atividade dual frente as topoisomerases, e que sejam capazes de superar tal

resistência.

N

N

H3CO

N NO

H

28

2.1.4.7. Acridinas: Como Possíveis Fármacos Direcionados ao Tratamento do

Câncer

Derivados acrdínicos são os agentes quimioterápicos mais amplamente

estudados como antimaláricos, antiprotozoário, antibactericida e antitumoral. Esses

compostos são caracterizados por apresentarem um sistema policíclico planar,

formado por três ou quatro anéis e um ou dois grupos substituintes flexíveis

(SANCHEZ, et al 2006).

O seu interesse clinico surgiu em 1888, quando Auclert foi designado a

encontrar o uso médico da 3-amino-9-amino-fenil-acridina (Figura 2.12), e em suas

pesquisas descobriu que tal composto apresentava propriedades farmacológicas

semelhantes as quininas e alguns alcalóides.

Figura 2.12 - 3-amino-9-aminofenil-acridina

Mas tais derivados não foram utilizados até Browning em 1913 descobrir a

ação antibacteriana da proflavina e acriflavina (Figura 2.13), e a partir de então

esses compostos foram introduzidos na prática médica principalmente no período da

Primeira Guerra Mundial (ALBERT, 1966).

Figura 2.13 – Estrutura dos antibacterianos proflavina e acriflavinas

N NH2

NH2

N NH2H2N

Prof lav ina Acriflavina Proflavina

N NH2H2N

CH3

+

(Cl-)

Acrif lav ina

29

Na década de 1950, pesquisadores encontraram outras propriedades das

acridinas. Estes constataram que tais moléculas poderiam diferenciar os ácidos

ribonucléicos (RNA) dos ácidos desoxirribonucléicos (DNA) com fluorescência

vermelha e verde respectivamente. Tais observações foram feitas em tecidos fixos,

mas logo foram transferidos para células vivas (SMILES e TAYLOR, 1957;

STOCKINGER, 1958). Isso despertou a curiosidade dos estudiosos da área a

investigar a capacidade que tais fármacos poderiam interferir com a estrutura dos

ácidos nucléicos e assim na replicação celular.

Mas foi na década de 1970, que surgiu o primeiro derivado anilinoacrdinico,

desenvolvido por Denny e colaboradores, a Amsacrina (N-[4-(acridin-9-ylamino)-3-

metoxi-fenil]-metanosulfonamida – m-AMSA) (Figura 2.14).

Figura 2.14 - Estrutura da Amsacrina

Tal derivado foi implementado na clinica em 1976 para o tratamento de

leucemias e foi o primeiro fármaco no qual o seu modo de ação foi previsto como

uma interação com o complexo DNA-Topoisomerase II (DENNY, 2004).

As topoisomerases são enzimas que estão envolvidos no processo de

relaxamento do DNA durante inúmeros processos críticos celulares, tais como

replicação, recombinação e transcrição através de uma quebra transitória em uma

ou nas duas fitas de DNA, passando uma ou ambas através da abertura do DNA e

finalmente religando as quebras (LI et al., 2004)

Nos eucariotos existem dois tipos de topoisomerases, a I e II, que estão

envolvidas na diminuição do estresse torcional no momento da replicação do DNA,

N

HN

H3CO NH S

O

O

CH3

30

transcrição e condensação das cromatinas (DENNY e BAGULAY, 2003; LEPPARD e

CHAMPOUX, 2005).

O ciclo catalítico das topoisomerases I e II consiste na clivagem do DNA,

através de cortes em uma ou em ambas as fitas respectivamente, para formar um

intermediário covalente enzima-DNA, relaxamento do DNA e religação da coluna

fosfodiéster para restaurar a integridade do DNA (BAILLY, 2000). E fármacos

capazes de interagir com tal intermediário, são considerados venenos

topoisomerases, pois formam um complexo ternário fármaco-enzima-DNA, levando a

quebras sucessivas no mesmo e destruição de células cancerígenas (BELMONT et

al, 2007).

Estudos de modelagem molecular verificaram que o principal modo de

interação dos derivados 9-anilinoacridinicos foi por intercalação, e que diferentes

grupos substituintes podem interferir no modo e na seqüência das bases (FISCHER

e PINDUR, 1999). Entretanto, em estudos realizados com a m-AMSA e um dos seus

isômeros, menos ativo, o-AMSA (N-[4-(acridin-9-ilamino)-2-metoxi-fenil]-

metanosulfonamida) (FIGURA 2.15), foram estudados em DNA de plasmídio, e

observaram que a porção acridinica, de ambos os derivados, intercalam no DNA,

entretanto, o grupamento anilinico da m-AMSA, participa de uma interação

especifica adicional com as topoisomera II, o que não foi observado com o seu

isômero o-AMSA. Esses resultados apontam a capacidade da amsacrina em

interagir com a enzima sozinha, independente da formação do complexo ternário

fármaco-enzima-DNA, e isso parece ser fundamental na sua atividade inibitória

(CHOURPA et al 1996).

31

Figura 2.15. Estrutura do o-AMSA

Embora, a m-AMSA, seja um intercalador e inibidor da topoisomerase II, seu

metabolismo pode estar associado com a produção de radicais livres, que causam

sérios danos não apenas ao DNA das células tumorais mais também das células

normais (BLASIAK et al 2003).

Essa toxicidade, pode ser resultado da ação espécies de oxigênios reativos

que se formam durante o metabolismo da amsacrina nas células. Este processo

envolve a oxidação do fármaco, formando espécies de quinonas-diiminas

quimicamente reativas, que podem assim reagir com compostos tiois ou aminas,

incluindo glutationas (SU et al, 1995; BLASIAK et al, 2003).

Com intuito de contornar o problema, pesquisadores vêm desenvolvendo

novos derivado acridínicos baseado na estrutura da amsacrina os chamados drogas

“como amsacrina” um deles é o 3-(9-acridinilamino)-5-(hidroximetil)-anilina (AHMA)

(Figura 2.16), onde o grupo amino se encontra na posição meta, prevenindo assim a

formação de quinonas-diiminas, diminuindo sua toxicidade. Seu mecanismo de ação

é semelhante ao da amsacrina, onde se observou uma intercalação com o DNA e

interação com topoisomerase II, entretanto apresentam longo tempo de meia-vida

(SU et al 1995).

N

HN

NH

OH3C

S

O

O

CH3

32

Figura 2.16 – Estrutura do AHMA

Outros derivados do AHMA foram sintetizados por Su e colaboradores, e

avaliados sua citotoxicidade in vitro, interação com topoisomerase II e atividade

antitumoral in vivo, nesses derivados foram substituído o grupamento CH2OH por

CH3 nas posições orto-, meta- e para- em relação ao grupamento amino, levando a

formação dos compostos 5-(9-acridinilamino)-m-toluidina (AMTs), 5-(9-

acridinilamino)-p-toluidina (APTs) e 5-(9-acridinilamino)-o-toluidina (AOTs). As

posições 4 e 5 do núcleo acridinico também foram submetidos a modificações por

grupos dimetilaminoetilcarboxamida e metil respectivamente (Figura 2.17), que

apresentaram melhor citotoxicidade in vitro que o AHMA e uma apreciável atividade

antitumoral in vivo, com menor toxicidade para o hospedeiro (CHANG et al 2003).

Figura 2.17- Estrutura dos derivados da AHMA (AOT, AMT e APT)

Outros derivados da AHMA foram sintetizados, apresentando as mesmas

características estruturais para o núcleo acridínico, diferenciando apenas o

N

HN NH2

CH3NH

NO

CH3

AOT

N

HN

CH3

NH2

CH3NH

NO

AMT

N

HN NH2

CH3NH

NO

H3C

APT

N

HN

CH2OH

NH2

33

grupamento metila da anilina que foi substituído por uma metoxila nas posições orto-

meta- e para- conduzindo aos compostos 5-(9-acridinilamino)-o-anisidine (AOA), 5-

(9-acridinilamino)-m-anisidine (AMA) e 5-(9-acridinilamino)-p-anisidine (APA) (Figura

2.18) (BACHERIKOV et al, 2005).

Figura 2.18 – Estrutura dos derivados da AHMA (AOA, AMA, APA)

Esses derivados foram testados frente a diversas linhagens de células

tumorais e observaram que o AOA foi o composto mais potente, quando comparado

aos outros derivados AMA e APA, seguindo a seguinte ordem de citotoxicidade:

AOA>AMA>APA. E quando comparados todos os derivados sintetizados e avaliados

pelo grupo foram observado à seguinte ordem de toxicidade: AMA >AMT, AOA >

AOT entretanto o APT > APA. Isso foi justificado pela posição do grupo metila (efeito

indutivo) e do grupo metoxila (efeito doador de elétrons) afetando a

eletronegatividade do anel anilinico e conseqüentemente alterando a ligação droga-

topoisomerase II e assim a atividade antitumoral (BACHERIKOV et al, 2005).

E com base na eficácia das respostas frente a neoplasias apresentadas pelos

derivados acridínicos, que Silva (2003) idealizou e sintetizou novos derivados

imidazoacridínicos e tiazoacridínicos. Entre esses o derivado 5-(acridina-9-il-

metileno)-3-(4-nitro-benzil)-tiazolidina-2,4-diona (AC-06) e o 5-(acridina-9-il-

metileno)-3-(4-bromo-benzil)-tiazolidina-2,4-diona (AC-07) (FIGURA 2.19), foram os

mais ativos frente ao tumor sólido Sarcoma 180 na dose de 50 mg/Kg, com taxa de

inibição de crescimento tumoral de 71,48% e 72,25%, respectivamente. Outros

derivados imidazoacridínicos e tiazoacridínicos já sintetizados no Laboratório de

N

HN NH2

CH3NH

NO

OCH3

AOA

N

HN

OCH3

NH2

CH3NH

NO

AMA

N

HN NH2

CH3NH

NO

H3CO

APA

34

Planejamento e Síntese de Fármacos - LPSF se encontram patenteados (PITTA et

al., Br, IP-0203747-5, 2002).

Figura 2.19 - Derivados acridínicos desenvolvidos pelo LPSF – UFPE

A seguir discutiremos a química das acridinas, nomenclatura, reatividade e

vias de obtenção utilizadas para a preparação de acridinas.

2.1.4.7.1. Química das Acridinas

A química dos compostos heterociclicos é um dos ramos mais complexos da

química orgânica. Tais compostos normalmente apresentam uma grande

diversidade de atividades biológicas, o que desperta o interesse de centros de

pesquisas em todo o mundo. Dentre tais derivados os anéis policíclicos planares

apresentam grande interesse, principalmente por apresentarem propriedades

antiproliferativas, entre eles os derivados acridinicos vem sendo amplamente

estudado em todo o mundo e apresentam resultados promissores, o que encorajam

os pesquisadores na busca de novos prováveis fármacos a partir desse farmacóforo.

O núcleo acridinico foi descoberto em 1870 Graebe e Caro, quando esses

analisavam as cinzas de alcatrão e descobriram um novo material básico,

semelhante ao antraceno, que apresentavam um átomo de nitrogênio no seu anel

central. Por apresentar um cheiro acre e ações irritantes sobre a pele e mucosas

essa nova substância foi chamada de “Acridin” (acris = acre ou mordaz) (ACHESON

et al 1956). As acridinas são compostos heterociclicos formados de dois anéis

benzênicos fundidos a um anel piridínico no centro (Figura 2.20). Também são

N

S

N

O

O

CH2 NO2

AC-06

N

S

N

O

O

CH2 Br

AC-07

35

denominadas de dibenzo-(B, E)-piridina; 10-azaantraceno; 2,3,5,6-dibenzopiridina;

2,3-dibenzoquinolina, entre outros.

Figura 2.20 - Acridina

A partir desse núcleo uma serie de moléculas contendo o cromóforo da

acridina foram sintetizados e avaliados frente a diversas atividades biológicas, por

diversas diferenciadas rotas.

Um dos principais métodos para obtenção dos núcleos acridinicos é a partir

das reações de Ullmann. Esta reação consiste basicamente em um acoplamento de

haletos de arila com aminas para a síntese de aril-éster ou arilaminas (Esquema 2.1)

(KUNZ et al, 2003). Na realidade as reações de Ullmann foram realizadas desde

inícios do século XX e são amplamente utilizadas pelos laboratórios de químicas ate

os dias atuais.

N

12

3

45

6

7

8 9

36

Esquema 2.1 - Reações de Acoplamento cobre-catalisada de Ullmann e Goldberg.

Essas reações são também conhecidas por condensação de Ullmann e

usadas para descrever reações cobre-catalisadas. O ponto limitante de tais reações

consiste basicamente nas condições reacionais onde se faz necessário a utilização

de solventes muitas vezes tóxicos, altas temperaturas, alem de intolerância a uma

ampla variedade de grupos funcionais (FANTA, 1974; LINDLEY 1984).

Com isso, varias metodologias foram desenvolvidas baseadas nas reações de

Ulmann conhecidas por reações cobre-catalisadas, modificando-se as fontes de

cobre, como também os solventes utilizados nas reações.

Como por exemplo, as reações de acoplamento cobre-catalisadas para

obtenção de alquilaminas, através de uma reação de aminação com iodeto de cobre

e etilenoglicol, em meios reacionais mais brandos e com uma ampla tolerância a

diferentes grupos funcionais a partir de iodetos de arila em meio básico (Esquema

2.2) (BUCHWALD et al 2002).

OH Br

Cu cat, K

2-2,5 h

210°C, 90%

O

OH

O

NH2

Br

Cu cat. K2CO3

3h, 210°C, Ph-NO299%

OH

O

NH

37

Esquema 2.2 - Reação de aminação cobre catalisada

Outros compostos foram sintetizados por reações de aminação do ácido

clorobenzóico, conduzindo a formação dos derivados ácidos N-aril-antranilinico, por

Mei e colaboradores (2005). Tais pesquisadores realizaram um protocolo de

aminação cobre-catalisada para a síntese de ácidos N-aril-antranilinico que foram

utilizados como precursores para a construção de 9-cloro e 9-bromo acridinas. Das

reações realizadas a que apresentou melhor resultado foi a partir do acido o-cloro-

benzóico e m-cloro-anilina na presença de Cu, Cu2O, K2CO3 e 2-etoxi-etanol como

solvente a 130° por 24h, resultando no composto final com 99% de rendimento

(Esquema 2.3)

Esquema 2.3 – Síntese do acido N-(3-cloro-fenil)-antranilinico)

E assim, vários derivado acridínicos foram sintetizados através de

aperfeiçoamento nas condições reacionais como a síntese dos derivados acridínicos

e acridônicos realizadas por Gooldell e colaboradores (2006), inicialmente os

derivados acridínicos foram sintetizados a partir de uma reação modificada de

acoplamento de Ullmann-Goldberg entre o ácido bromoterafitálico e anilinas

produzindo os intermediários antranilínicos. Uma reação cobre-catalisada e piridina

como co-catalisador responsável por manter o ciclo do Cu°, reduzindo o tempo

reacional e melhorando os rendimentos. A segunda etapa consiste em uma reação

I

NHR1

R2

5 mol% CuI

2 equiv K3PO42 equiv HO(CH2)2OH

Isopropanol80°C 8-72h

NR1

R2

48 - 91%

OH

O

Cl

H2N Cl

Cu, CU2O, K2CO3

2-etoxi-etanol, 130°, 24h

OH

O

NH

Cl

38

de ciclização com POCl3 levando a formação dos intermediários 9-cloroacridínicos, e

um cloroácido respectivamente Tais intermediários reagiram com aminas

conduzindo a formação dos compostos 3-carboxamida-9-cloroacridinicos. Por fim

esses intermediários reagem com fenol, formando um intermediário fenóxi-

acridínicos estável que foi acoplado com aminas conduzindo aos derivados 9-

aminoacridínicos finais (Esquema 2.4).

Esquema 2.4. - Síntese de derivados 9-aminoacridinico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE … · CAPITULO 1 - O Papel das Acridinas no...

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