Síntese de novos híbridos moleculares contendo núcleos heterocíclicos e ferroceno com potencial atividade anticâncer
| bibo.pageEnd | 302 | |
| dc.contributor.advisor1 | Greco, Sandro José | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0003-2382-9295 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5752788440118349 | |
| dc.contributor.author | Venturini Filho, Eclair | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-8408-9641 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5693013745115587 | |
| dc.contributor.referee1 | Pinheiro, Sergio | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0003-2725-1769 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7216779542642198 | |
| dc.contributor.referee2 | Neto, Alvaro Cunha | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0002-1814-6214 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/7448379486432052 | |
| dc.contributor.referee3 | Taranto, Alex Gutterres | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-6086-1043 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/4759006674013596 | |
| dc.contributor.referee4 | Kuster, Ricardo Machado | |
| dc.contributor.referee4ID | https://orcid.org/0000000289615348 | |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/4149814906786366 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T00:49:18Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T00:49:18Z | |
| dc.date.issued | 2021-03-24 | |
| dc.description.abstract | Cancer is a frightening disease that has an arsenal of more than 100 different types of diseases that plague thousands of people worldwide. The tenacity of this pathology requires the search for effective treatments, and one of the main methods is called chemotherapy. Although widely used, multiple drugs resistance (MDR) decreases the efficiency of treatment. Based on these challenges, the concept of molecular hybridization is used, an effective synthetic strategy explored among synthetic organic chemists and employed in this work. The design of compounds containing the pharmacophoric groups was rationalized: heterocycles (pyrimidine, pyrazole and triazole), naphthoquinone and the ferrocene scaffolds. Six chalcones (276a-f) were obtained, essential precursors, containing the ferrocenic or triazolic portion through the Claisen-Schmidt reaction, in intervals of 3-240h and yields of 45-97%, being 276f inedited. Then, eleven molecular hybrids (277a-f, 278a-c and 279) were synthesized, seven of them unpublished (277cf, 278b-c and 279), through different methodologies, such as Biginelli reaction modify by Atwal and cyclocondensation (both optimized by microwave) and also Mannich reaction, with reaction times of 5min-24h and yields of 52-78%. In addition, eight crystals were obtained, seven of which were deposited in the crystallography database for the first time, for unequivocal confirmation of the proposed structures. The anticancer activity of the 276d-f triazole chalcones against PC-3 prostate cancer cells was also evaluated, obtaining an IC50 of 28.55 µM for 276d. While the molecular hybrids 277a-f, 278a-c and 279 were tested against four cancer cell lines - HCT116, PC-3, HL-60 and SNB-19 - where compound 278c stood out against HCT116 and SNB-19 with IC50 of 3.12 and 60, 44 µM, respectively. While 277a showed promise against HL-60 with an IC50 of 3.98 µM and still 279 showed greater activity against the PC-3 cell line with an IC50 of 36.59 µM. Computational studies of structure-activity relationship (SAR) of the tested triazole chalcones were developed, where the results showed that the polarity of the molecular surface area must have some relevance for the efficiency of the compounds. In addition, molecular docking simulation and machine learning methods were performed for the molecular hybrids 277a-f and 278a-c. For compounds 277a and 278c that showed the best values of biological activity for HCT116, SNB-19 and HL60, promising binding energies of -8.3, -7.4 and -7.6 Kcal.mol-1 were obtained, respectively, if compared to the crystallographic ligands of the respective target. | |
| dc.description.resumo | O câncer é uma enfermidade assustadora que conta com um arsenal de mais de 100 diferentes tipos de doenças que assolam milhares de pessoas no mundo. A tenacidade dessa patologia exige a busca por tratamentos eficazes, e um dos principais métodos denomina-se quimioterapia. Embora seja amplamente empregada, a resistência a múltiplas drogas (MDR) diminui a eficiência do tratamento. Com base nesses desafios, lança-se mão do conceito de hibridação molecular, estratégia sintética eficaz explorada entre os químicos orgânicos sintéticos e empregada neste trabalho. Racionalizou-se o desenho de compostos contendo os grupos farmacofóricos: heterociclos (pirimidina, 1H-pirazol e triazol), naftoquinona e o núcleo ferroceno. Foram obtidas seis chalconas (276a-f), precursores essenciais, contendo a porção ferrocênica ou triazólica através da reação de Claisen-Schmidt, em intervalos de 3- 240h e rendimentos de 45-97%, sendo 276f inédita. Em seguida, foram sintetizados onze híbridos moleculares (277a-f, 278a-c e 279) sete deles inéditos (277c-f, 278b-c e 279), através de diferentes metodologias, como a reação de Biginelli modificada por Atwal e ciclocondensação (otimizadas por micro-ondas) além da reação de Mannich, com tempos reacionais de 5min-24h e rendimentos de 52-78%. Ademais, foram obtidos oito monocristais, sendo sete pela primeira vez depositados no banco de dados de cristalografia, para confirmação inequívoca das estruturas propostas. Avaliou-se ainda a atividade anticâncer das chalconas triazólicos 276d-f contra células de câncer de próstata PC-3, obtendo IC50 de 28,55 µM para 276d. Enquanto que os híbridos moleculares 277a-f, 278a-c e 279 foram testados frente a quatro linhagens de células cancerosas - HCT116, PC-3, HL-60 e SNB-19 - onde o composto 278c se destacou frente HCT116 e SNB-19 com IC50 de 3,12 e 60,44 µM, respectivamente. Enquanto que 277a mostrou-se promisso frente a HL-60 com IC50 de 3,98 µM e ainda 279 demonstrou maior atividade frente a linhagem PC-3 com IC50 de 36,59 µM. Foram desenvolvidos estudos computacionais de relação estrutura-atividade (SAR) das chalconas triazólicas testadas, onde os resultados apontaram que a polaridade da área superficial molecular deve ter alguma relevância para a eficiência dos compostos. Além disso, foi realizado métodos de simulação de ancoragem molecular e aprendizado de máquina para os híbridos moleculares 277a-f e 278a-c. Para os compostos 277a e 278c que mostraram os melhores valores de atividade biológica para HCT116, SNB-19 e HL-60, obteve-se energias de ligação promissoras de -8,3; -7,4 e -7,6 Kcal.mol-1 , respectivamente, se comparada aos ligantes cristalográficos do respectivo alvo. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/14574 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Química | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Câncer | |
| dc.subject | hibridação molecular | |
| dc.subject | heterociclos | |
| dc.subject | ferroceno | |
| dc.subject | micro-ondas | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Química | |
| dc.title | Síntese de novos híbridos moleculares contendo núcleos heterocíclicos e ferroceno com potencial atividade anticâncer | |
| dc.title.alternative | Synthesis of new molecular hybrids containing heterocyclic and ferrocene scaffolds with potential anticancer activity | |
| dc.type | doctoralThesis |
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