Biotransformação e avaliação das atividades Leishmanicida e anti-inflamatória de alcaloides quinolínicos e derivados

Abstract

Resumo: Tendo em vista a necessidade contínua de novas moléculas com potencial farmacológico e o crescente interesse pelas atividades biológicas de alcaloides quinolínicos, principalmente a leishmanicida, o objetivo deste trabalho foi produzir derivados da fenilquinolina e da pentilquinolina, por meio da ação de microrganismos, células de fungos e bactérias, visando modificações estruturais nessas substâncias. Do processso de biotransformação com a 2-n-pentilquinolina não houve obtenção de derivados. Das reações de biotransformação da 2-fenilquinolina com os fungos Aspergillus fumigatus e Aspergillus flavus, dois derivados foram obtidos e, respectivamente, denominados DFQ1, com hidroxilações nas posições C5 e C6, uma substância não descrita até o momento, e DFQ2, com uma hidroxilação na posição C4’. Primeiramente, esses derivados foram testados com relação à atividade antileishmania contra as formas promastigotas das linhagens Leishmania amazonensis, L. braziliensis e L. infantum após 24, 48 e 72 h de tratamento. Os resultados demonstraram que a presença de um grupamento hidroxila na posição C4’ alterou positivamente a atividade antileishmania para o derivado DFQ2 (CI50 > 100 µM), com uma atividade citotóxica pelo menos cinco vezes superior à ação observada para a substância de origem fenilquinolina (CI50 > 500 µM). Entretanto, a atividade citotóxica deste derivado foi consideravelmente menor que a observada para o derivado DFQ1 (CI50 < 10µM), demonstrando que a inserção de duas hidroxilas, nas posições C5 e C6, foram capazes de potencializar essa atividade duas mil vezes mais que a molécula original. Através da microscopia eletrônica de transmissão, foi possível visualizar as principais alterações provocadas nas estruturas intracelulares das formas promastigotas de L. amazonensis e L. braziliensis pelos tratamentos com as substâncias DFQ1 e DFQ2. Com relação à atividade anti-inflamatória, embora com intensidade variável, todos os alcaloides testados apresentaram atividade inibitória sobre a quimiotaxia de polimorfonucleares humanos induzida pela caseína, sendo seus efeitos a 5 µM, a maior concentração testada, consideravelmente elevados, sendo inclusive superior àquele demonstrado pela dexametasona, usada como fármaco padrão nas condições experimentais propostas, sugerindo uma ação adicional desses alcaloides na supressão do processo inflamatório. Coletivamente, os resultados aqui descritos demonstraram que as modificações na estrutura da 2-fenilquinolina são potencializadoras da ação leishmanicida dessa substância e, também, que os alcaloides dela derivados são capazes de interferir em pelo menos uma das etapas do processo inflamatório. Dessa forma, sugere-se que a ação deste grupo de substâncias no tratamento da leishmaniose afeta diretamente o parasito e pode, também, influenciar o processo inflamatório gerado, o que é um dos agravantes principais da doença. Palavras-chave: biotransformação, 2-fenilquinolina, 2-n-pentilquinolina, citotoxicidade, leishmaniose.

Abstract: Having in mind the continuous need of new molecules with pharmacological potential and the growing interest in biological activities of quinolinic alkaloids, mainly leishmanicide, the objective of this work was to produce derivatives of phenylquinoline and pentylquinoline potentially more efficient through the action of micro-organisms, fungal cells and bacteria, aiming structural modifications of these substances. The procedures of biotransformation with 2-n-pentylquinoline there was no obtaining derivatives. Through the biotransformation reactions of 2-phenylquinoline with Aspergillus fumigatus and Aspergillus flavus, two derivatives were obtained and respectively called DFQ1 with hydroxylation at C5 and C6 positions, which led to a substance not described to date, and DFQ2 with a hydroxylation at the C4' position. Firstly, these derivatives were tested for anti-leishmania activity against the promastigote forms of L. amazonensis, L. infantum and L. braziliensis lineages after 24, 48 and 72 hours of treatment. The results demonstrated that the insertion of a hydroxyl group at the C4’ position positively changed the anti-leishmania activity for the derivative DFQ2 (IC50 > 100 µM), with a cytotoxic activity at least five times higher than the activity observed for the original phenylquinoline compound (IC50 > 500 µM). However, the cytotoxic activity of this derivative was considerably lower than that observed for the derived DFQ1 (IC50 < 10µM), demonstrating that the insertion of two hydroxyls at C5 and C6 positions was able to potentiate the activity two thousand times more than the original molecule. By transmission electron microscopy, it was possible to view the main changes caused in the intracellular structures of promastigotes of L. amazonensis and L. braziliensis by treatment with DFQ1 and DFQ2 substances. With regard to the anti-inflammatory activity, although to varying degrees, all alkaloids and quinolines tested showed inhibitory activity on the chemotaxis of human polymorphonuclear induced by casein, being their effect on 5 µM, the highest concentration tested, surprisingly high, and being even higher than those shown by dexamethasone, used as standard drug in the proposed experimental conditions, suggesting an additional action of these alkaloids in the suppression of the inflammatory process. Collectively, the results described herein demonstrate that changes in the 2-phenylquinoline structure are intensifiers of this substance leishmanicide action, and also that its alkaloid derivatives are capable of interfering with at least one of the steps of the inflammatory process. Thus, it is suggested that the action of this group of compounds in the treatment of leishmaniasis directly affects the parasite and can also influence the inflammatory process generated, which is a major worsening of the disease. Keywords: biotransformation, 2-phenylquinoline, 2-n-pentylquinoline, cytotoxicity, leishmaniasis