Malnütrisyon-Romatolojik Hastalıklar İlişkis

O objetivo principal deste trabalho foi avaliar as atividades antitumoral, antiviral, anti-inflamatória, antimalárica, tripanossomicida e leishmanicida de derivados de triterpenos pentacíclicos (TTPCs) das séries friedelano e lupano e identificação de possíveis alvos relacionados a estes compostos. A seleção dos alvos foi realizada através das informações obtidas em levantamento bibliográfico realizado durante todo o trabalho. Para alguns TTPCs das séries ursano, lupano, friedelano e oleanano, foram atribuídas atividades antitumoral (Tokuda, 1986; Pisha, 1995), anti-inflamatória (Liu, 1995), antimalárica (Chavalitshewinkoon-Petmitr, 2000), tripanossomicida (Leite, 2001), antiviral (Pavlova, 2003) e leishmanicida (Torres-Santos, 2004).

Estudar a ação destes compostos frente à malária, doença de Chagas e leishmaniose, representa buscar alternativas para doenças ditas negligenciadas, que são um problema sério em países como o Brasil. No entanto, a maioria dos estudos não tem como objetivo a identificação do alvo biológico relacionado e sim a intensidade do efeito biológico observado em protozoários in vitro ou in vivo. Assim, na maioria dos estudos de atividade antiprotozoário de TTPCs, não foram identificados e relatados os alvos biológicos associados a efeitos observados.

Como principais alvos correlacionados à atividade antiprotozoário de TTPCs, foram identificados DNA Topoisomerase I e II (Reguera, 2006; Hemanta, 2008, Sousa, 2014), DNA polimerase (Mizushina, 2003; Gallo, 2009; Leal, 2012), glutamato desidrogenase (Muschietti, 2013), dihidropteroato sintetase (Wang, 1997; Sekhoacha, 2008, Hrckova, 2013), dihidroorotato desidrogenase (Ogungbe, 2013), e dihidrofolato reductase (Wang, 1997; Sekhoacha, 2008). A inibição de qualquer uma destas macromoléculas está diretamente relacionada com a indução de morte programada em protozoários como plasmódio, leishmania e tripanosoma (Mandal, 2012; Gilbert, 2011; TTD, 2014; PDTD, 2014).

Mesmo não sendo encontrada referência que correlaciona o efeito anti-plasmódio de TTPCs à inibição da 1-desoxi-D-xilulose-5-fosfato reductoisomerase, este foi selecionado como um dos alvos de interesse nos estudos de ancoragem molecular, dada a relevância do efeito antiprotozoário apresentado por alguns TTPCs (Chavalitshewinkoon-Petmitr, 2000;

19 Leite, 2001; Torres-Santos, 2004). Alvos específicos de organismos de protozoários como o 1DX5PR fornecem uma alternativa para o tratamento de baixa toxicidade, para diferentes etapas do processo parasitário relacionado à malária.

Diversos estudos, publicados anteriormente, indicaram que os TTPCs lupeol, α- amirina e -amirina apresentam efeito antitumoral, relacionados a vários mecanismos, tais como, baixa regulação de fatores de transcrição como fator nuclear-kappa B [NF-B] (Harikumar, 2010), e alvos tais como proteínas anti-apoptóticas como os reguladores de apoptose bcl-2, bcl-XL (Zhang, 2008, Kandefer-Szerszen, 2006), promotores de proliferação de células como ciclooxigenase-2 (Nathan, 2002; Takada, 2003; Liagre, 2005)), genes invasivos e metastáticos como metaloproteinases de matriz MMP2 e MMP9 (Takada, 2003; Chen, 2008) e a proteína angiogênica como o fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) (Chu, 2009; Deeb, 2008; Deeb, 2010; Yan, 2010).

Os efeitos anti-inflamatórios e antitumorais de TTPCs, também estão relacionados à ação frente a mediadores, tais como espécies reativas de oxigênio (ROS), radicais livres e citocinas inflamatórias como fator de necrose tumoral-α (TNF) (Rabi, 2008; Yoon, 2010) e fatores angiogênicos (Vivek, 2010). Outros alvos conhecidos por influenciar o crescimento tumoral são as vias de sinalização que em células normais são envolvidas na homeostase de tecido, tais como o fator NF-kB, prostaglandina / cyclooxygenase-2 (COX-2), e interleucina- 1 (IL-1 ) (Xie, 2001; Huang, 2009). Estes desempenham um papel importante na resposta inflamatória contra infecção por aumentar a expressão de fatores de adesão endoteliais, permitindo assim a infiltração de leucócitos no local da infecção (Vivek, 2010). O estímulo ao mecanismo de apoptose em células de câncer relatado para lupeol e derivados TTPCs lupanos, pode ser desencadeado pela ativação de proteases, como a caspase-3 e caspase-9, levando à destruição das células (Manu, 2008; Nigam, 2009; Vivek, 2010).

O interesse por alvos relacionados ao ciclo mitótico advém da indicação de alguns TTPCs com efeitos citostático e indutor de apoptose, relacionados a possível inibição das DNA topoisomerases I e II (Wang, 2010), citocromo P450 19A1, dihidropteroato sintase, e reguladores de apoptose Bcl-2 e Bcl-XL(Wong, 2011).

Através da inibição de enzimas como DNA topoisomerases 1 e 2, há uma inibição da replicação, transcrição e reparo do DNA no processo de divisão celular, que culmina na inibição do ciclo mitótico (Clark, 2007).

Alguns TTPCs como o ácido ursólico, o ácido oleanólico, ácido betulínico e alguns derivados lupanos, apresentam efeito citostático (controle de feedback) que impede a entrada

20 na etapa S do ciclo mitótico de células que apresentam dano no DNA (Li, 1999; Lauthier, 2000; Martin-Cordero, 2001; Rios, 2001; Hollosy, 2001). A ação destes triterpenos, também está relacionada à indução de apoptose durante o ciclo mitótico (You, 2001; Li, 2002; Aggarwal, 2006; Duschak, 2007; Yadav, 2010).

A inibição na síntese do DNA também representa uma alternativa no tratamento de doenças parasitárias pela indução de morte em parasitas nas fases iniciais de evolução (Chavalitshewinkoon, 2000). Os alvos mais comuns para a inibição de síntese de DNA por inibição da produção de ácido fólico são as enzimas dihidrofolato redutase (DHRED), timidilato sintase (TS) e pteridina redutase 1 (PTR1) (Gil, 2007). Alvos como dihidrofolato redutase (Setzer, 2012; Senthilraja, 2012; Vardhini, 2013) e pteridina redutase 1 (Setzer, 2012) também são alternativas para avaliação do potencial efeito biológico de TTPCs.

Estas enzimas estão relacionadas ao metabolismo do ácido fólico e sua redução em dihidrofolato (DHF) e tetrahidrofolato (THF) que são fundamentais para a formação do ácido timidílico, que é essencial para síntese de DNA. Fármacos anti-folato também são capazes de inibir a formação do ácido timidílico no organismo humano, sendo empregados no tratamento de infecções bacterianas, parasitárias e em quimioterapia de câncer, pois, interferem na síntese do DNA durante o ciclo mitótico e comprometem células com altas taxas de crescimento (Hardy, 1997).

Em algumas espécies de Leishmania, a enzima pteridina redutase 1 (PTR1) (codificada pelo gene ptr1), é capaz de reduzir o folato a dihidrofolato e tetrahidrofolato, razão pela qual, em alguns casos, apresentaram-se resistentes à inibição das enzimas DHRED e TS. PTR1 provê um mecanismo alternativo para redução do folato na presença destes Fármacos (Bello, 1994).

A inibição de alvos como dihidropetroato sintase (DHPS) e pteridina redutase 1 (PTR1), que estão relacionados a metabolismo de ácido fólico, também possibilita a inibição da síntese do DNA, que por sua vez está relacionada a mecanismos evolutivos de protozoários e da inibição do ciclo mitótico (Gil, 2007; Senthilraja, 2012; Vardhini, 2013). Por se tratar de estratégias muito eficientes para avaliação do potencial anti-malária, anti-leishmaniose e tripanossomicida, torna-se importante a avaliação do potencial de inibição de dihidrofolato redutase e dihidropetroato sintase por triterpenos pentacíclicos.

O potencial antitumoral, anti-HIV (anti-AIDS) e anti-inflamatório de derivados lupanos como lupeol e ácido betulínico está relacionado a inibição do crescimento tumoral e angiogênese (Vivek, 2010).

21 A angiogênese é um mecanismo natural de desenvolvimento de novos vasos sanguíneos (Graça, 2004; Pinho, 2005; Silva, 2007). A angiogênese é conhecida por desempenhar um papel fundamental em estados fisiológicos, tais como a cicatrização de feridas, formação do corpo lúteo e desenvolvimento embrionário, e uma variedade de estados patológicos, incluindo a retinopatia diabética, artrite e inflamação (Pinho, 2005).

Entre os alvos anti-angiogênese relacionados a TTPCs, estão o VEGF (fator de crescimento vascular endotelial), fator de crescimento fibroblástico endotelial (bFGF), aminopeptidases (aminopeptidase N e metionina aminopeptidase 2), tirosino quinases (Wesolowski, 2013), óxido nítrico sintase (NOs), lipo-oxigenase, ciclo-oxigenases (COX), matriz metaloproteinases (MMPs) entre outras (Vincenzo, 1999; Graça, 2004; Pinho, 2005). Estas moléculas estão relacionadas ao gatilho proliferativo, que causa aceleração na produção de células endoteliais, e aumenta a vascularização na região onde ocorre o estímulo. Outro benefício da inibição de angiogênese é a redução do processo de metástase, que é intensificado à medida que cresce a vascularização na região do tumor (Graça, 2004; Pinho, 2005; Silva, 2007).

Células de tecidos tumorais enviam este tipo de estímulo a angiogênese para prover fonte de oxigênio e nutrientes, que possibilitarão a manutenção da divisão celular desordenada e o crescimento acelerado do número de células tumorais.

Processos inflamatórios também enviam este tipo de estímulo para garantir fonte de oxigênio e nutrientes aos micro-organismos. Alguns estudos demonstram potencial anti- inflamatório in vivo de lupeol, ácido betulínico, ácido ursólico e outros triterpenos pentacíclicos (Geetha, 2001; Agarwal, 2003; Banno, 2005; Flekhter, 2005) bem como o potencial antitumoral (Flekhter, 2005; Banno, 2005).

Em alguns trabalhos são apresentados resultados que indicam o potencial de inibição de TTPCs frente à aminopeptidase N (Know, 2002; Eiznhamer, 2004; Salem, 2009; Morikawaa, 2009; Kommera, 2011), metionina aminopeptidase 2 (Clardy, 2004) e ciclo- oxigenase (Know, 2002), tirosino quinases (Wesolowski, 2013).

O potencial antiviral de TTPCs de alguns derivados lupanos está relacionado à inibição de moléculas como DNA topoisomerase I e II (Mizushinaa, 2003), DNA polimerase (Mizushinaa, 2003), HIV protease (Quere, 1996), HIV-1 integrase (Jung, 2000), HIV-1 protease (Jung, 2000) e HIV transcriptase reversa (Akihisa, 2001; Xiao, 2005).

22 A avaliação do potencial biológico dos derivados friedelanos e lupanos foi realizada também através das ferramentas PASSonline e ChemMapper. Através desta análise obteve-se a indicação de alguns alvos relacionados às atividades farmacológicas propostas.