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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Bases de Schiff com potenciais aplicações no tratamento da doença de Alzheimer e de osteoporose
Authors: Luiza Magalhaes Fiuza Gomes
First Advisor: Heloisa de Oliveira Beraldo
First Co-advisor: Eufranio Nunes da Silva Junior
First Referee: Isolda Maria de Castro Mendes
Second Referee: Ynara Marina Idemori
Abstract:  No presente trabalho foram estudados novos derivados de bases de Schiff como protótipos a fármacos para o tratamento da doença de Alzheimer e da osteoporose. Foram obtidos os seguintes compostos: 8-hidroxiquinolina-2-semicarbazona (8-HQS), 8-hidroxiquinolina-2-tiossemicarbazona (8-HQT) e 8-hidroxiquinolina-2-acetil hidrazona (8-HQH). Os estudos físico-químicos demonstraram que os compostos são neutros e estáveis em pH fisiológico. Foram igualmente sintetizados os complexos [Cu(8-QH)2]; [Cu(8-QS)2]; [Cu(8-QTD)]; [Zn(8-HQH)2]·5/2H2O; [Zn2(8-HQS)3]·1/2H2O e [Zn(8-HQT)(OAc-)]·1/2H2O. Além disso, foi realizado um estudo de interação metal:ligante em solução em pH fisiológico. As atividades das bases de Schiff em modelos in vitro da doença de Alzheimer (DA)foram avaliadas. 8-HQT não foi solúvel nas condições dos testes. A capacidade dos compostosde inibir a agregação do peptídeo A induzida por Cu(II) e Zn(II) foi avaliada através do teste de turbidez, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e ensaios de fluorescência. No teste de turbidez, 8-HQS e 8-HQH mostraram atividade inibitória da agregação do peptídeo induzida pelos metais. Imagens de MET mostraram que 8-HQH apresentou maior capacidade de inibição do processo de agregação do peptídeoA1-40 que 8-HQS. No teste de fluorescência, 8-HQH foi capaz de inibir a agregação do peptídeo A1-40 sendo, no entanto, menos eficiente para inibir a ligação do peptídeo com tioflavina T quando comparado ao vermelho do congo. 8-HQS nãoapresentou solubilidade nas condições do teste. Os resultados sugerem que 8-HQH é um promissor protótipo de fármaco para o tratamento da DA. As bases de Schiff mostraram baixa atividade citotóxica, o que as torna interessantes como candidatos a fármacos contra a DA. Uma vez que alguns inibidores de catepsina K apresentam o grupo nitrila e agem como candidatos a fármacos contra a osteoporose, foram também obtidos e caracterizados os compostos 4-formilbenzonitrila semicarbazona (4-FBS), 4-acetilbenzonitrila semicarbazona (4-ABS), 4-formilbenzonitrila tiossemicarbazona (4-FBT), 4-acetilbenzonitrila tiossemicarbazona (4-ABT), 4-formilbenzonitrila acetil hidrazona (4-FBH) e 4-acetilbenzonitrila acetil hidrazona(4-ABH), como protótipos de inibidores de catepsina K. Os compostos foram testados quanto às suas atividades antifúngica, antibacteriana eantiproliferativa. Quando comparados aos controles positivos, os compostos não apresentaram atividade significativa em nenhum dos modelos testados. Estes resultados estabeleceram, de forma preliminar, um baixo perfil citotóxico dos compostos, tornando-os promissores candidatos à posterior avaliação da atividade inibitória frente a catepsina K, um modelo in vitro da osteoporose. Como complexos de Pd(II) de tiossemicarbazonas possuem atividade antimicrobiana e antitumoral, foi obtido e caracterizado o complexo [Pd(4-ABT)Cl2]. O composto se mostrou inativo como agente citotóxico contra linhagens de células leucêmicas e de tumores sólidos. Foi avaliada também sua atividade antifúngica e antibacteriana. Enquanto o ligante (4-ABT) foi inativo contra o crescimento de todos os microorganismos, o complexo apresentou atividade antimicrobiana contra Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Candida glabrata. A contribuição deste trabalho é importante no estudo de bases de Schiff como ferramentas da Química Medicinal, ou seja, compostos potencialmente úteis no tratamento da doença de Alzheimer e de osteoporose.
Abstract: In the present work we studied new Schiff bases derivatives as prototypes of drug candidates for the treatment of Alzheimer's disease and osteoporosis. The following compounds were obtained: 8-hydroxyquinoline-2-semicarbazone (8-HQS), 8-hydroxyquinoline-2-thiosemicarbazone (8-HQT) and 8-hydroxyquinoline-2-acetyl hydrazone (8-HQH). The physicochemical studies demonstrated that the compounds are stable and neutral at physiological pH. Complexes [Cu(8-QH)2]; [Cu(8-QS)2]; [Cu(8-QTD)]; [Zn(8-HQH)2]·5/2H2O;[Zn2(8-HQS)3]·1/2H2O and [Zn(8-HQT)(OAc-)]·1/2H2O were also synthesized. Additionally, a study of metal-ligand interaction in solution at physiological pH was conducted. The activities of the Schiff bases in in vitro models of Alzheimer's disease (AD) were evaluated. 8-HQT was not soluble under the test conditions. The ability of the compounds toinhibit A peptide aggregation induced by Cu(II) and Zn(II) was evaluated by the turbidity test, transmission electron microscopy (TEM) and fluorescence assays. In the turbidity test 8-HQH and 8-HQS showed inhibitory activity of the A1-40 peptide aggregation induced by the metalions. TEM images showed that 8-HQH presented higher capacity than 8-HQS to inhibit A1-40 peptide aggregation. In the fluorescence test, 8-HQH was able to inhibit the A1-40 peptide aggregation being, however, less effective to inhibit the binding of the peptide with thioflavin Twhen compared to Congo red. 8-HQS showed poor solubility under the test conditions. Results suggested that 8-HQH is a promising prototype of drug candidate for the treatment of AD. The Schiff bases showed low cytotoxic activity, which makes them interesting as drug candidatesfor the treatment of AD. As some inhibitors of cathepsin K contain the nitrile group in their structure and act as drug candidate for the treatment of osteoporosis, the compounds 4-formylbenzonitrile semicarbazone (4-FBS), 4-acetylbenzonitrile semicarbazone (4-ABS), 4-formylbenzonitrile thiosemicarbazone (4-FBT), 4-acetylbenzonitrile thiosemicarbazone (4-ABT), 4-formylbenzonitrile acetyl hydrazone (4-FBH) and 4-acetylbenzonitrile acetyl hydrazone (4-ABH) were obtained and characterized as prototypes of cathepsin K inhibitors. The compounds were tested for their antifungal, antibacterial and antiproliferative activities and did not show significant activity in any of the tested models when compared to the positive controls. These results established a preliminary low cytotoxic profile for the compounds, making them promising candidates for further evaluation of the inhibitory activityagainst cathepsin K, an in vitro model of osteoporosis. Since Pd(II) complexes with thiosemicarbazone have antimicrobial and antitumoractivity we obtained and characterized the [Pd(4-ABT)Cl2] complex. The compound was inactive as a cytotoxic agent against leukemic cell lines and solid tumors. We also evaluate its antifungal and antibacterial activities. Although the ligand (4-ABT) was inactive against thegrowth of all microorganisms, the complex showed antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Candida glabrata. The present work is an important contribution to the study of the role of Schiff base derivatives in Medicinal Chemistry, since these compounds proved to be potentially useful for the treatment of Alzheimer's disease and osteoporosis.
Subject: Alzheimer, Doença de
Osteoporose
Schiff, Bases de
Catepsina
Quimica inorganica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-A8PQMA
Issue Date: 3-Jul-2013
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