Latenciação de fármacos, Notas de estudo de Farmacologia

Baixe Latenciação de fármacos e outras Notas de estudo em PDF para Farmacologia, somente na Docsity! Química Farmacêutica 84 Prof. Antonio Távora Latenciação de Fármacos 1. INTRODUÇÃO. Ainda hoje, existem diversos fármacos (alguns muito potentes) com características físico-químicas, organolépticas, farmacocinéticas, farmacológicas e toxicológicas, que caracterizam-se como barreiras para sua aplicação clínica (HAN & AMIDON, 2000; ZHENG, 1999). Para otimizar as características físico-químicas de um fármaco pode-se derivar certos grupos funcionais polares com pequenas moléculas orgânicas biorreversíveis, mascarando tais características sem alterar permanentemente as propriedades da molécula. Tal estratégia tem sido utilizada com sucesso, onde grupos funcionais tais como álcoois são convertidos em ésteres os quais podem ser rapidamente hidrolisados in vivo quimicamente ou enzimaticamente (ZHENG, 1999). O processo existente para a superação dos problemas anteriormente referidos e para a busca de novos compostos químicos terapêuticos é a latenciação de fármacos, onde o termo latente significa: presente ou existente, mas não manifestada, exibida ou desenvolvida (CHUNG & FERREIRA, 1999). A latenciação de fármacos fora proposta em 1959 por Harper, a qual consiste na transformação do fármaco em forma de transporte inativo que, in vivo, mediante reação química ou enzimática, libera a porção ativa no local de ação ou próximo dele. Entretanto, somente em meados da década de 70, quando pesquisadores começaram a localizar os alvos dos fármacos no organismo e compreender a farmacocinética dos mesmos é que o processo de latenciação tomou uma direção mais definida (CHUNG & FERREIRA, 1999; HAN & AMIDON, 2000). O fármaco latente é uma espécie de “Cavalo de Tróia”, uma vez que este engana o organismo, mas não para destruí-lo e sim para ajuda-lo. Tanto o fármaco latente quanto o análogo, possuem estruturas químicas similares, mas as propriedades biológicas desses compostos diferem à do fármaco matriz quanto Química Farmacêutica 85 Prof. Antonio Távora a(o): atividade, potência, biodisponibilidade, síntese, espectro de ação, índice terapêutico, entre outros (KOROLKOVAS, 1988). Um análogo muitas vezes difere do fármaco protótipo em um só átomo ou em um grupo de átomos que geralmente sustentam o fármaco matriz. Todavia, estruturalmente, o fármaco protótipo e o análogo possuem características farmacológicas próprias, oriundas de sua estrutura química (FIGURA 1) (KOROLKOVAS, 1988). FIGURA 1. Diferenças entre Fármaco, Pró-fármaco e Análogo. Nos últimos anos a latenciação tornou-se uma das principais ferramentas no desenvolvimento de novos quimioterápicos para o combate às maiores enfermidades na atualidade como o câncer e a SIDA (CHUNG & FERREIRA, 1999). Muitas razões relacionadas ao fármaco matriz justificam a busca por novos fármacos latentes. São elas: 1. Inconvenientes farmacocinéticos; 2. Elevada toxicidade; 3. Baixa estabilidade química; 4. Solubilidade inapropriada; 5. Odor e paladar inconvenientes; 6. Dor no local da administração; 7. Formulação farmacêutica de difícil preparo. Química Farmacêutica 88 Prof. Antonio Távora 2. MACROMOLÉCULAS UTILIZADAS COMO TRANSPORTADORES DE FÁRMACOS. O uso de macromoléculas como transportadores é um dos sistemas baseados no princípio da latenciação para diminuir toxicidade de um fármaco (STELLA, 1991; TAKAKURA & HASHIDA, 1994). A quimioterapia para tratamento do câncer é um bom exemplo desta aplicação devido à alta toxicidade dos agentes antitumorais, uma vez que, são na sua maioria, desprovidos de seletividade (TAKAKURA & HASHIDA, 1994). Várias macromoléculas biológicas naturais e sintéticas têm sido empregadas como transportadores de agentes quimioterápicos, partindo-se do conhecimento de que as características anatômicas e fisiológicas dos tecidos tumorais são diferentes dos tecidos normais. A estrutura anatômica dos vasos tumorais possui papel essencial na distribuição do fármaco no espaço intersticial, apresentando: (1) aumento da permeabilidade microvascular em relação ao vaso normal, permitindo, assim, a penetração de macromoléculas, (2) alta pressão intersticial, que pode retardar o extravasamento de macromoléculas e, (3) a falta de sistema linfático para drenagem, resultando em acúmulo de macromoléculas no interior dos tecidos tumorais, (JAIN, 1987; O’CONNOR & BALE, 1984; MATSUMARA & MAEDA, 1986; TAKAKURA et al, 1987, 1990). Os transportadores poliméricos (macromoléculas) devem apresentar as seguintes características (SEZAKI & HASHIDA, 1984; SEZAKI et al, 1989): (1) ser, de preferência, biodegradável; (2) não apresentar toxicidade ou antigenicidade intrínseca; (3) não acumular no organismo; (4) apresentar grupos funcionais para ligação química; e (5) manter a atividade original do fármaco liberado até que este atinja o local de ação. A seguir encontra-se alguns exemplos destes transportadores (QUADRO 1 e FIGURA 3). Química Farmacêutica 89 Prof. Antonio Távora QUADRO 1. Classificação de macromoléculas utilizadas como transportadores não específicos. Macromoléculas naturais • Proteínas (albumina, globulina); • Polissacarídios (dextrano, quitina, quitosano, inulina); • Ácidos nucléicos (DNA). Macromoléculas sintéticas • Ácidos poliamínicos (polilisina, ácido poliaspártico, ácido poliglutâmico). Macromoléculas mistas • Copolímero de anidrido estireno de ácido maléico (SMA) • Copolímero de anidrido éter divinil maléico (DIVEMA) • Copolímero de N-(2-hidroxipropil) metacrilamida (HPMA) • Polietilenoglicol (PEG), • Álcool polivinílico (PVA). Fonte: CHUNG & FERREIRA, 1999. Química Farmacêutica 90 Prof. Antonio Távora OH OH O CH2OH O NH2 OH O CH2OH O NH2 . quitosana OH O COOH O OH OH O COOCH3 O OH . pectina OH O COOH O OH OH O CH2OH O NH . . CH3 O sulfato de condroitina SO3HO OH OH O OH OH O OH OH O OH O OH OH O OH OH dextrano OH OH O OH O O OH OH O OH CH2 OH OH O OH O O O O O O O O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OHOH OH OH OH OH OH OH OH OH ciclodextrinainulina FIGURA 3. Estrutura de alguns transportadores para pró-fármacos. Outro tipo de transportador foi obtido por Yokoyama e colaboradores (1990 e 1991). Estes pesquisadores desenvolveram micelas (FIGURA 4) poliméricas de doxorrubicina. Onde a doxorrubicina foi diretamente ligada ao polímero poli(etilenoglicol)-(ácido poli aspártico) através de ligação peptídica (aminogrupo do Química Farmacêutica 93 Prof. Antonio Távora FIGURA 6. Pró-fármaco polimérico fármaco PK-2 (HMPA-doxorrubicina- galactosamina, hepato-específico) (FERRY et al, 1999). Recentemente, Duncan e colaboradores (1999), verivicaram que o pró-fármaco antitumoral PK1 (HPMA-Gly-Phe-Leu-Gly-doxorrubicina), não apresenta toxicidae / imunogenicidade. Além de obter bons resultados em estudos de modelos de tumores sólidos in vivo, demonstrando que os pró-fármacos acumulam-se em maior concentração que os fármacos matrizes. Os dados obtidos com PK-1 podem ser explicados com base de que as características anatômicas e fisiológicas dos tecidos tumorais são diferentes dos tecidos normais (FIGURA 7) (TAKAKURA & HASHIDA, 1994). A estrutura anatômica dos vasos tumorais desempenha papel importante na distribuição do fármaco no espaço intersticial; estes apresentam aumento da permeabilidade microvascular em relação ao vaso normal, permitindo, dessa forma, a penetração de macromoléculas (JAIN, 1987). Além disso, os tecidos tumorais são caracterizados, também, por alta pressão intersticial, que pode retardar o extravasamento de macromoléculas e, a falta de sistema linfático para drenagem resulta em acúmulo de macromoléculas no interior dos tecidos tumorais (efeito EPR – Enhanced Permeability and Retention) (O’CONNOR & BALE, 1984; MATSUMARA & MAEDA, 1986; TAKAKURA et al; 1987, 1990). Química Farmacêutica 94 Prof. Antonio Távora FIGURA 7. Características anatômicas e fisiológicas dos tecidos tumorais e normais (TAKAKURA & HASHIDA, 1994). Quando o fármaco é administrado intravenosamente, ocorre: 1. distribuição dentro do espaço vascular; 2. penetração através da parede microvascular; 3. movimento através do espaço intersticial; 4. interação com a superfície celular. Com base nestes estudos, novas estratégias foram propostas para o desenvolvimento de polímeros terapêuticos de segunda geração. Entre estas estão os sistemas de liberação lisossomotrópico e intracitoplasmático e sistemas PDEPT (Polymer-Directed Enzyme Prodrug Therapy) e PELT (Polymer–enzyme Liposome Therapy) (DUNCAN et al, 2001). A FIGURA 8 mostra de forma esquemática destes novos sistemas. Química Farmacêutica 95 Prof. Antonio Távora FIGURA 8. Representação esquemática dos sistemas PDEPT e PELT (DUNCAN et al, 2001). Os pró-fármacos poliméricos também são utilizados em conjunto com outras tecnologias para melhoria da atividade. A FIGURA 9 mostra a conjugação de fármacos a ácido poli-(D-L–lático-co-glicólico) (PLGA) para utilização em microsferas de liberação controlada (OH et al, 1999) FIGURA 9. Ilustração esquemática do sistema conjugado fármaco-PLGA (OH et al, 1999) Em 1999, Yura e colaboradores prepararam o FK 506-dextrano (FIGURA 10), pró-fármaco polimérico derivado de tacrolimus (FK 506) e dextrano. O FK 506 é um agente imunosupressor extremamente potente (cerca de 100 vezes mais potente que a ciclosporina), utilizado em terapêutica (EUA, Europa e Japão) na prevenção de rejeições em transplantes de fígado e rins. Entretanto, a utilização deste fármaco na Química Farmacêutica 98 Prof. Antonio Távora O derivado N-alquilaminobenzofenona é exemplo de agente bioprecursor, pois é necessária a ciclização do anel, in vivo, para formar o derivado benzodiazepínico correspondente (FIGURA 12) (GALL, 1976; LAHTI, 1976). N N ON Cl CH3 X N CH3 CH3 N N N N X Cl CH3 N-alquilaminofenona X = H alprazolam X = Cl triazolam FIGURA-12. Representação da ativação de bio-precursores de benzodiazepínicos (GALL, 1976; LAHTI, 1976). 3.2. Pró-fármacos clássicos. Por si só são inativos ou menos ativos que o fármaco matriz, devendo sofrer hidrólise (química ou enzimática) para liberar a porção ativa. São obtidos ligando-se o fármaco matriz a um transportador adequado (geralmente lipofílico) sendo capaz de melhorar a atividade terapêutica, promovendo o aumento da biodisponibilidade, aumento da seletividade, redução da toxicidade e prolongamento da ação. 3.2.1. Pró-fármacos que promovem alterações na farmacocinética. Liao em 1999, sintetizou pró-fármacos sensíveis a estearase (FIGURA 13), obtendo aumentos significativos na taxas de liberação. Química Farmacêutica 99 Prof. Antonio Távora FIGURA 13. Sistema de pró-fármacos sensíveis a esterase baseados na cumarina (LIAO, 1999). Apesar de já se utilizar a abordagem clássica de derivados lipofílicos de fármacos polares para melhorar sua permeabilidade à membrana celular, também pode-se sintetizar pró-fármacos onde parte de sua molécula é constituída de um transportador (glicose, peptídio ou aminoácido) que facilitará a passagem do fármaco pela membrana (HAN & AMIDON, 2000). Dentre estes transportadores, os peptídios são os alvos mais atraentes no planejamento de fármacos para diminuir a toxicidade e melhorar a biodisponibilidade oral (aumentando a hidrossolubilidade) do fármaco matriz, tais como ácido 5- aminossalicílico, budesonida, dapsona, fenitoína, hidrocortisona, levodopa, lorazepam, metronidazol, oxazepam e tetraciclina. Outros transportadores podem ser utizados com o objetivo de diminuir o metabolismo acelerado do fármaco. No caso do 17-β-estradiol, a esterificação do grupo fenólico aumentou em 5 a 7 vezes a sua biodisponibilidade oral (FIGURA 14) (PATEL, 1995). CH3 OH OH 17− Β-estradiol N S O OO O CH3 OH Pró-fármaco Ο−sacarilmetil-17−Β-estradiol FIGURA 14. Pró-fármaco do 17-β-estradiol (PATEL, 1995). Química Farmacêutica 100 Prof. Antonio Távora Outro exemplo é o da captação cerebral do ácido 7-clorocinurenico e do ácido 5,7-diclorocinurenico potentes antagonistas de receptor glicina-NMDA, que tiveram aumento significativo de sua captação cerebral por seus pró-fármacos de aminoácidos: L-4-chlorokynurenine e L-4,6-dichlorokynurenine (HAN & AMIDON, 2000). Para melhorar a absorção oral dos bisfosfonatos, Aviva e colaboradores (2000) sintetizaram pró-fármacos de peptídios dos mesmos (FIGURA 15). Verificando alta afinidade destes pró-fármacos pelo tecido intestinal, além dos mesmos serem transportados de forma mais eficiente do que o fármaco matriz pelas células tipo Caco-2, sendo 3 vezes maior a biodisponibilidade oral dos pró-fármacos dipeptídicos de bisfosfonatos quando comparados ao fármaco matriz. Pro-Phe-alendronato NH O NH O N H P P O O OH OH OH OH OH Pro-Phe-pamidronato NH O NH O N H P P O O OH OH OH OH OH FIGURA 15. Pró-fármacos dipeptídicos de bis-fosfonatos sintetizados por AVIVA et al (2000). Jarkko e colaboradores (2000) desenvolveram diversos pró-fármacos de naproxeno com a finalidade de uso tópico, para tais ésteres metilpiperazinilaciloxialquil de ácido 2-(6-metóxi-2-naftil) propiônico (3c-f) (FIGURA 16). Tais compostos demonstraram alta hidrosolubilidade e lipofilicidade semelhante ao naproxeno em pH 5,0. Em pH 7,4 esses mesmos compostos foram significativamente mais lipofílicos que o naproxeno. Sendo o melhor pró-fármaco o Química Farmacêutica 103 Prof. Antonio Távora Observaram, também, que esterases intestinais eram as responsáveis pela liberação da porção ativa no organismo (CHUNG & FERREIRA, 1999). NO2 NH Cl OHCl O O CH3 O palmitato cloranfenicol FIGURA 19. Palmitato de cloranfenicol (CHUNG & FERREIRA, 1999). O paclitaxel é um potente antitumoral utilizado no tratamento de leucemia, tumores sólidos de mama, ovário, cérebro e pulmões. É altamente lipofílico e insolúvel na água (hidrosolubilidade < 0,004 mg/mL), sendo que para resolver tal problema, Nicolaou e colaboradores (1993) sintetizaram pró-fármacos com a finalidade de conferir hidrosolubilidade à molécula do paclitaxel gerando os pró- fármacos 1 e 2 com hidrosolubilidade de 0,5 e 1,2 mg/mL (FIGURA 20). NH O O O O O O O O O OH O O CH3 R1 OH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 Placlitaxel (placlitaxel) O OH O O R1 R1 OH OCH3 O O OH OH O R1 pró-fármaco - 1 pró-fármaco - 2 FIGURA 20. Pró-fármacos do paclitaxel (NICOLAOU et al, 1993). Allen e colaboradores (2001) sintetizaram potenciais pró-fármacos de paclitaxel, onde o protaxel (FIGURA 21), é estável em condições ácidas moderadas, sendo sua solução para uso clínico mais estável que a do paclitaxel, possuindo tolerância Química Farmacêutica 104 Prof. Antonio Távora CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 O OH OH O sistêmica de 2,5 – 3 vezes maior que a do fármaco matriz, além de ser mais efetivo contra certos tipos de câncer humano em modelo animal (camundongos). NH O O O O O O O O O OH O O CH3 OH O placlitaxel protaxel FIGURA 21. Pró-fármaco do paclitaxel (ALLEN et al, 2001). 3.3. Pró-fármacos mistos. São aqueles com características de bioprecursores e de pró-fármacos clássicos, constituindo-se de uma molécula biologicamente inerte que necessita sofrer diversas reações químicas para se converter na forma ativa, aumentando a concentração do fármaco ativo em um sítio de ação específico. Um dos melhores exemplos é o sistema denominado CDS (Chemical Delivery System), o qual utiliza transportadores de ação central para atravessar a barreira hematoencefálica (BHE) (FIGURA 22), pois assim que atravessa, sofre primeiramente oxidação sendo acumulado no SNC e em seguida hidrólise, liberando a porção ativa, diminuindo a concentração de fármaco matriz (ativo) no sistema periférico, diminuindo em conseqüência a toxicidade (FIGURA 23) (BREWSTER, 1994). Química Farmacêutica 105 Prof. Antonio Távora FIGURA 22. Representação da barreira hematoencefálica (BHE). Disponível em (www.arts.uwaterloo. ca/~bfleming/psych261/image22.gif). Acesso em 25/02/2003. FIGURA 23. Representação do Sistema CDS / SNC (Chemical Delivery System no SNC). Disponível em (www.chemsoc.org/chembytes/ezine/images/1998/bodfig1.gif). Acesso em 26/02/2003. Este sistema vem sendo usado para o planejamento de vários fármacos antivirais, principalmente aos usados no tratamento da AIDS, como a zidovudina (AZT) (AZT-CDS) (FIGURA 24) e análogos da dideoxiadenosina, da encefalite provocada por herpes simplex, citomegalovirus e da ecefalite viral japonesa (LITTLE et al, 1990). Química Farmacêutica 108 Prof. Antonio Távora olsalazina OH N HOOC N OH COOH FIGURA 26. Estrutura química do pró-fármaco olsalazina (CHUNG & FERREIRA, 1999). Em 1983, Ferres sintetizou pró-fármacos recíprocos de antibióticos β- lactâmicos, como éster probenecida da ampicilina, para prolongar os efeitos da ampicilina (B), usando a probenecida (A) (FIGURA 27) para bloquear sua secreção ativa nos túbulos renais. S N O O O CH3 CH3 O N S NH O O NH2 O CH3 CH3 (A) (B) FIGURA 27. Pró-fármaco recíproco de ampicilina (B) + probenecida (A) (FERRES, 1983). Em 1994, Singh ligou a ampicilina (A) a um inibidor da β-lactamase (sulbactam) (B) originando-se assim a sultamicilina (FIGURA 28), para melhorar sua ação contra bacterias já resistentes (SINGH & SHARMA, 1994). sultamicilina N S NH O O O NH2 O CH3 CH3 S N O OO O CH3 CH3 (A) (B) FIGURA 28. Pró-fármaco recíproco de ampicilina + inibidor da β-lactamase (sulbactam) (SINGH & SHARMA, 1994). Química Farmacêutica 109 Prof. Antonio Távora Os pró-fármacos recíprocos de antiinflamatórios não esteroidais, podem reduzir seus efeitos colaterais gástricos, permitindo seu uso crônico. Como exemplos pode-se citar os pró-fármacos de: (a) paracetamol + ácido acetilsalicílico, (b) paracetamol + tolmetina (FIGURA 29), (c) ibuprofeno + guaiacol, (d) salicilamida + ácido acetilsalicílico (FIGURA 30), (e) anidrido acetilsalicílico + outros (CHUNG & FERREIRA, 1999). N O O CH3 O CH3 NHO CH3 paracetamol tolmetina + FIGURA 29. Pró-fármaco recíproco de tolmetina + paracetamol (CHUNG & FERREIRA, 1999). O O O O CH3 NH2 O ácido acetilsalicílicosalicilamida FIGURA 30. Pró-fármaco recíproco de salicilamida + ácido acetilsalicílico (CHUNG & FERREIRA, 1999). Química Farmacêutica 110 Prof. Antonio Távora 3.5. Pró-fármacos dirigidos. A liberação de fármacos sítio específica via pró-fármacos, tem gerado interesse considerável para aumentar a potência e diminuir os efeitos colaterais de um fármaco (HAN & AMIDON, 2000; HIRABAYASHI, 2001). Esta classe consiste de fármacos latentes acoplados a um transportador específico para dados receptores ou enzimas existentes no sítio de ação específico do fármaco, reduzindo sua ação inespecífica sobre outros órgãos e/ou tecidos. Recentemente, com o avanço das técnicas de clonagem e de expressão controlada de genes em células de mamíferos, verificou-se a elucidação da natureza molecular de enzimas e transportadores de membrana, tornando possível um planejamento racional de pró-fármacos dirigidos (HAN & AMIDON, 2000). Dentro desta classificação, foram desenvolvidos diversos sistemas, como: • CSDDS; • ADEPT; • GDEPT / VDEPT; • ODDS. 3.5.1. Cólon-Specific Drug Delivery System – CSDDS. Este sistema consiste na utilização de enzimas específicas produzidas pela microbiota intestinal normal, para a liberação (ativação) do fármaco no cólon (FIGURA 31) (HAN & AMIDON, 2000). FIGURA 31. Representação anatômica do cólon. Disponível em (www.gastronet.com.br/images/colon.jpg). Acesso em 25/02/2003. Química Farmacêutica 113 Prof. Antonio Távora Várias classes de tumores humanos tem se mostrado sensíveis a utilização de diferentes combinações de anticorpo, enzima e pró-fármaco no sistema ADEPT. Experimentos clínicos recentes, indicam que o ADEPT pode tornar-se uma forma de tratamento eficaz contra o câncer sólido, desde que conheçamos os anticorpos específicos para ele (HAN & AMIDON, 2000). Os anticorpos que se ligam aos antígenos de superfície da célula tumoral, são os componentes chave do sistema ADEPT, uma vez que conferem a localização específica da ativação do pró-fármaco e consequentemente a sua seletividade. Um dos maiores problemas na terapia do câncer é a pobre vascularização do tecido tumoral e sua barreira fisiológica, que tornam difícil o acesso a esse tecido, portanto para atravessa-lo, os pró-fármacos devem ter lipossolubilidade ótima e ao invés de se utilizar anticorpos inteiros, pode-se utilizar somente os fragmentos Fab e scFv dos mesmos para melhorar tal acesso, os quais mostraram-se eficientes (FIGURA 36) (DUVAZ, 1997). FIGURA 36. Diagrama esquemático de ADEPT com um anticorpo e com o fragmento Fab. Disponível em (www.nature.com/nrc/journal/v2/n2/slide show/nrc723_F4.html). Acesso em 27/02/2003. Os pró-fármacos desenvolvidos para o sistema ADEPT devem ser menos citotóxicos que seus fármacos ativos correspondentes, requerendo também grande conhecimento da relação estrutura e atividade biológica (QSAR) (DUVAZ, 1997). Tanto no sistema ADEPT como no GDEPT, prefere-se a utilização de enzimas que não sejam de mamíferos ou não humanas, que possam catalisar Química Farmacêutica 114 Prof. Antonio Távora substratos geralmente não ativados em humanos. Portanto, as enzimas de origem bacteriana, que pode-se controlar sua imunogenicidade são vantajosas, uma vez que dão mais especificidade. Várias combinações de enzimas e pró-fármacos (QUADRO 2) já foram propostas para os sistemas ADEPT e GDEPT, observando-se que há combinações mais adequadas para um sistema do que para outro, uma vez que a ativação do pró- fármaco no sistema ADEPT é feita no meio extracelular enquanto que no GDEPT a ativação ocorre no meio intracelular (HAN & AMIDON, 2000). QUADRO 2. Enzimas e pró-fármacos que tem sido propostos na terapia do câncer. enzima pró-fármaco fármaco DT diaforase 5-(Aziridina-1-il)-2,4- nitrobenzamida (CB 1954)* 5-(Aziridin-1-il)-4- hidroxil-amino-2- nitrobenzamida Plasmina Peptidil-p-feniletilenoamina- mostarda Feniletilenoamina- mostarda Carboxipeptidase G2 Glutamatos acido benzóico mostarda* acido benzóico mostarda (varias) Timidina quinase (viral) Ganciclovir* 6-metoxipurina arabinonucleosideo (araM) Ganciclovir trifosfato Adenina rabinonucleosideo trifosfato (araATP) Citosina deaminase 5-fluorcitosina* 5-fluoruracila Glicose oxidase Glicose Peróxido de hidrogênio Xantina oxidase Hipoxantina Superxido, Química Farmacêutica 115 Prof. Antonio Távora peróxido de hidrogênio Carboxipep tidase A Metotrexato-alanina Metotrexato α- Galactosidase N-[4-(-D- galactopiranosil)Benziloxicarbonil]- daunorubicina Daunorubicina β- Glicosidase amigdalin Cianeto / Cyanide Azoredutas e Azobenzeno mostardas Feniletilenoamina- mostarda (varias) γ-Glutamil transferase γ-Glutamil-p-feniletilenodiamina mostarda Feniletilenoamina- mostarda β- Glucuronidase Fenolmostarda-glucoronideo Epirubicina-glucoronideo Fenolmostarda Epirubicina β- Lactamase Vinca-cefalosporina* Feniletilenoamina-mostarda- cecfalosporina* Mostrada nitrogenada- cefalosporina 4- desacetilvinilblastina-3- carboxihidrazina Feniletilenoamina- mostarda Mostradas nitrogenadas (varias) Fosfatase alcalina Fenolmostarda fosfato* Doxorubicina fosfato Mitomicina fosfato Etoposideo fosfato Fenolmostarda Doxorubicina Mitomicina alcohólica Etoposideo Penicilina Palitoxina-4-hidroxifenil- Palitoxina Química Farmacêutica 118 Prof. Antonio Távora Exemplos de pró-fármacos de agentes alquilantes. O ZD2767 é um pró-fármaco que encontra-se na fase pré-clínica de desenvolvimento, o qual demonstrou pelo sistema ADEPT, gerar regressão de tumores coloretais (FIGURA 37) (NICULESCO & SPRINGER, 1997). FIGURA 37. Pró-fármaco ZD2767 (NICULESCO & SPRINGER, 1997). O pró-fármaco CB 1954, possui atividade contra carcinosarcomas em ratos e após sofrer ação da NR, gera um composto com atividade citotóxica de 104 a 105 vezes maior que o pró-fármaco CB 1954 (FIGURA 38) (NICULESCO & SPRINGER, 1997). FIGURA 38. Ativação do pró-fármaco CB 1954 (NICULESCO & SPRINGER, 1997). Em 2001 Wang e colaboradores sintetizaram um pró-fármaco constituído por uma cefalosporina e um análogo do composto CC-1065. Onde por meio de testes in vitro, o pró-fármaco mostrou ser 10 vezes menos tóxico que o fármaco livre, e eficaz contra tumores em ratos (FIGURA 39). Química Farmacêutica 119 Prof. Antonio Távora FIGURA 39. Pró-fármaco derivado de cefalosporina (WANG, 2001). Outros exemplos de pró-fármacos em ADEPT. O pró-fármaco 5-FC (5-fluorocitosina), um agente antifúngico é convertido pela enzima Citosina deaminase (CD) em um agente anticancerígeno 5-FU (5- fluorouracil) (FIGURA 40) (NICULESCO & SPRINGER, 1997). FIGURA 40. Biotransformação do pró-fármaco 5-FC (Niculesco & Springer, 1997). Niculesco & Springer (1997) descrevem o uso da enzima β-glicuronidase (β-g) para regenerar a 5- fluorouridina (fármaco matriz) (FIGURA 41). FIGURA 41. Regeneração da 5-fluorouridina partindo do pró-fármaco (NICULESCO & SPRINGER, 1997). Química Farmacêutica 120 Prof. Antonio Távora Foram sintetizados por Wei (2000) o derivados 5’-dipeptidil da 5- fluorodeoxiuridina (FdU) (1a-d) (FIGURA 42), sendo estes biologicamente inativos, contudo, podendo ser ativados pela peptildeformilase (PDF), a qual remove o grupo formil N-terminal do dipeptídeo, para liberar o fármaco ativo FdU. Sendo o mais interessante a informação de que esta enzima é exclusiva de bactérias e ausente em células de mamíferos, podendo gerar potentes agentes antibacterianos (WEI, 2000). FIGURA 42. Regeneração do fármaco matriz (FdU) a partir de seus pró-fármaco (WEI, 2000). 3.5.3. Gene Directed Enzyme Prodrug Therapy – GDEPT. Utiliza genes que codificam enzimas ativadoras de pró-fármacos, os quais podem ser transportados por lipossomas, lipídios catiônicos ou vírus (retrovírus ou adenovírus), atingindo células tumorais e normais. A expressão de tais genes pode ser feita ligando os mesmos na extremidade da seqüência downstream das unidades de transcrição específicas do tumor (FIGURA 43). Esta abordagem tem mostrado resultados promissores em sistemas laboratoriais (HAN & AMIDON, 2000). Química Farmacêutica 123 Prof. Antonio Távora FIGURA 46. Diagrama esquemático do conceito de ODDS. Os Bisfosfonatos são uma nova classe de compostos sintéticos estruturalmente relacionados ao Pirofosfato, um modulador endógeno na homeostase do cálcio, são utilizados clinicamente em diversas desordens metabólicas ósseas, como na doença de Paget hipercalcemia maligna, metástase óssea e osteoporose (HIRABAYASHI, 2001). Os Bisfosfonatos também são conhecidos por possuir alta afinidade pelo HAP, além dos tecidos calcificados serem os principais alvos de acumulação dos mesmos após a administração. Utilizando esta propriedade de tropismo ósseo dos Bisfosfonatos, o sistema ODDS faz com que a liberação de fármacos nas estruturas ósseas ou na medula óssea, torne-se possível. Uma classe terapêutica já testada por esse sistema foi o dos antiinflamatórios não esteroidais (NAIDS) contra artrite induzida em ratos, onde constatou-se que o sistema ODDS para o diclofenaco, é um método terapêutico altamente potente, não tóxico e com menor número de administrações (FIGURA 47) (HIRABAYASHI, 2001). Química Farmacêutica 124 Prof. Antonio Távora OCl Cl P O O OH P O O OH NH Et Et O O NH DIC-BP FIGURA 47. Pró-fármaco do diclofenaco com Bis-fosfonato (HIRABAYASHI, 2001). 4. PERSPECTIVAS. O simples avanço no campo da imunologia e da biotecnologia não bastam para o desenvolvimento de novos pró-fármacos, pois somente o trabalho conjunto de profissionais da imunologia, enzimologia, farmacologia, histologia, biologia molecular, química orgânica e outros poderá trazer para o uso clínico sistemas tão fantásticos como o CDS, ADEPT, GDEPT, VDEPT e outros por vir. 5. CONCLUSÃO. A síntese de pró-fármacos para o tratamento de diversas patologias, seja esta causada por um agente patogênico ou por um distúrbio na fisiologia normal, tem-se mostrado como uma via extremamente importante, racional e possível, uma vez que é cada vez mais rápido o avanço no campo da biotecnologia e da identificação de compostos orgânicos. Química Farmacêutica 125 Prof. Antonio Távora REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1. 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