Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/62151
Type: Dissertação
Title: Planejamento e síntese de derivados tiazolilhidrazonas como potenciais antifúngicos.
Authors: Valtair Severino dos Santos Junior
First Advisor: Vinicius Gonçalves Maltarollo
First Co-advisor: Renata Barbosa de Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor-co2: http://lattes.cnpq.br/4094120712914482
First Referee: Carolina Horta Andrade
Second Referee: Rossimiriam Pereira de Freitas
Abstract: Infecções fúngicas enquadram um problema emergente na comunidade sanitária. Com base em dados de 2017, estima-se que mais de um bilhão de pessoas manifestam algum tipo de micose, sendo que 150 milhões delas são invasivas e consideradas graves, levando à quase dois milhões de óbitos. Outro problema é a resistência de algumas cepas aos fármacos disponíveis no mercado, o que leva à urgência na descoberta de novos antifúngicos como alternativas terapêuticas no tratamento dessas infecções. Substâncias contendo o esqueleto 2-tiazolilhidrazona apresentam um destaque na literatura como uma promissora nova classe de antifúngicos, especialmente frente aos gêneros Candida e Cryptococcus. Neste trabalho, buscou-se planejar e obter derivados 2-tiazolilhidrazonas com potencial atividade antifúngica. Inicialmente, foram construídos modelos de classificação baseados em algoritmos de aprendizado para a predição da atividade antifúngica frente às espécies Candida albicans e Cryptococcus neoformans, em que os seis modelos de classificação mais robustos (três para cada fungo), de acordo com as métricas de validação interna e externa, foram selecionados para um protocolo de triagem virtual. Os modelos foram aplicados em duas quimiotecas virtuais com mais de 175 mil moléculas ao todo, selecionando 486 moléculas com predição positiva em consenso pelos seis modelos. Algumas substâncias desse conjunto com propriedades físico-químicas (hidrossolubilidade e lipofilia) adequadas para administração oral foram selecionadas como representantes para a seleção dos análogos a serem sintetizados. Foram calculadas propriedades eletrônicas e moleculares de dois derivados 2-tiazolilhidrazonas (63 e 72) que foram estudados quanto à sua estabilidade em meio aquoso, bem como de outros cinco análogos (62, 78, 96, 121 e 123), buscando relacionar essas propriedades com o potencial de hidrólise do grupo hidrazona. Foi visto que as cargas eletrostáticas e as energias dos orbitais de fronteira corroboram os dados experimentais, podendo extrapolar os dados na predição da hidrólise das demais substâncias em meio aquoso. Quatro intermediários tiossemicarbazonas foram sintetizados (TS2-5) com rendimentos de 61 a 100% e, após uma reação de condensação com diferentes α-halocetonas, levaram à obtenção de 18 derivados 2-tiazolilhidrazonas (TH2a-h, TH3a, TH4a-h e TH5a) com rendimentos de 41 a 93%. Quatro derivados 2-tiazolilhidrazinas (TH6a-d) foram sintetizados com rendimentos de 25 a 59%. As substâncias sintetizadas foram avaliadas in vitro frente à quatro espécies do gênero Candida (C. albicans, C. auris, C. krusei e C. tropicalis) por meio do ensaio de microdiluição em caldo. Cinco 2-tiazolilhidrazonas apresentaram valores de MIC menores que 10 µmol/L contra, pelo menos, uma das espécies testadas (TH2h, TH3a, TH4e-f e TH5a). As quatro 2-tiazolilhidrazinas apresentaram valores de MIC menores que 10 µmol/L para todas as espécies.
Abstract: Fungal infections are an emergent issue in the sanitary community. Estimates from 2017 state that more than one billion people present a mycosis, whilst 150 million cases of them are invasive infections and are considered serious comorbidities. These infections result in two million deaths per year. Another concern relies on the multidrug resistance presented by some fungal strains, leading to an urgency in the discovery of novel antifungal classes as therapeutical alternatives for the treatment of these type of infections. A promising chemical skeleton to develop new antifungals is the 2-thiazolylhydrazone scaffold, which presents potent bioactivity, especially against Candida and Cryptococcus species. In this work, we aimed to design and synthesize 2-thiazolylhydrazone derivatives as potential antifungal agents. Machine learning-based classifications models were constructed and validated for the prediction of antifungal activity of 2-thiazolylhydrazones. The species Candida albicans and Cryptococcus neoformans were selected as representatives for each genus. The six most robust models (three for each fungus), according to the statistical parameters, were selected for a virtual screening protocol. They were applied to classify two virtual chemical libraries with >175 thousand molecules. The six models, in a consensus, selected 486 compounds as potential antifungal agents against both fungi. Another filter based on lipophilicity and water solubility was applied to define the analogs to be synthesized with probable good oral bioavailability. Electronic and molecular properties were calculated for two 2-thiazolylhydrazones (63 and 72) previously studied regarding their stabilities in aqueous medium, as well as for other five analogs (62, 78, 96, 121, and 123), aiming to stablish a relationship between those properties with hydrolysis potential of the hydrazone moiety. According to the results, the electrostatic charges and the calculated energies for the frontier orbitals could be related to the experimental results for X-Y, thus it has been able to extend this interpretation for the five analogs to predict the possible hydrolysis. Four thiosemicarbazone intermediates (TS2-TS5) were obtained with 61-100% yield. They lead to the synthesis of 18 2-thiazolylhydrazones (TH2a-h, TH3a, TH4a-h, and TH5a) after a condensation reaction with α-haloketones, with 41-93% yield. Also, another four 2-thiazolylhydrazines (TH6a-d) were obtained with 25-59% yield. The biological activity of the synthesized compounds was assessed in vitro using broth microdilution assay against four Candida species (C. albicans, C. auris, C. krusei, and C. tropicalis). Five 2-thiazolylhydrazones showed MIC values lower than 10 µmol/L against one of the species, at least (TH2h, TH3a, TH4e-f, and TH5a). The four 2-thiazolylhydrazines showed MIC < 10 µmol/L.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: FARMACIA - FACULDADE DE FARMACIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/62151
Issue Date: 31-Aug-2022
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
dissertacao-valtair-2022-final.pdf10.04 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons