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FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA Latenciação no planejamento de fármacos Marcelo Matos de Freitas Filho. Portador da matrícula: 01305180 Aluno de Farmácia, Centro universitário Maurício de Nassau, Av. Aguanambi, 251 - José Bonifacio, Fortaleza - CE, 60055-400. RESUMO. Durante séculos, a humanidade aprimorou sua medicina, através do surgimento de novas técnicas advindas de diversos estudos, uma das ciências que maior contribuiu para esse resultado, foi a farmacologia. Através da farmacocinética e a farmacodinâmica, os pesquisadores foram capazes de compreender como atuam os princípios ativos medicinais, o que eles podem fazer com um organismo vivo e como o organismo pode reagir a estes. Já no século XIX, a ciência farmacológica foi contemplada com o surgimento de uma nova técnica revolucionária, que teria como objetivo otimizar as propriedades físico-químicas de um fármaco, através, de um processo de transformação que o leva do estado inativo para “ativo”, in vivo. Tal descoberta passou a ser chamada de latenciação, e logo deu origem a diversas linhas de fármacos conhecidos como prófármacos. Os fundamentos por trás desse método, foi discutido nesse trabalho, usando como base os princípios da química medicinal. SUMMARY. For centuries, humanity improved its medicine, through the emergence of new techniques arising from various studies, one of the sciences that most contributed to this result was pharmacology. Through pharmacokinetics and pharmacodynamics, researchers were able to understand how active medicinal principles act, what they can do to a living organism and how the organism can react to them. In the nineteenth century, pharmacological science was contemplated with the emergence of a new revolutionary technique, which would aim to optimize the physicochemical properties of a drug, through a transformation process that takes it from inactive to "active", in vivo. This discovery came to be called latency, and soon gave rise to several lines of drugs known as prodrugs. The fundamentals behind this method was discussed in this work, using as a basis the principles of medicinal chemistry. PALAVRAS-CHAVE: Latenciação, Pró-fármaco, farmacologia, Fármaco inativo. KEY WORDS: Latency, Pro-drug, Pharmacology, Inactive drug. INTRODUÇÃO Os fármacos expressam seus efeitos terapêuticos, uma vez que, alcançam seu sítio de ação. Para que isso ocorra, o medicamento geralmente precisa percorrer um longo caminho pelo organismo. Durante seu trajeto, a droga enfrenta diversos percalços, como por exemplo: PH, barreiras, irrigação dos tecidos, proteínas plasmáticas, excreção entre outros. Porém, as pesquisas científicas levam a acreditar que a capacidade de um fármaco de atravessar regiões ricas em água ou lipídios é uma das principais adversidades a ser combatida. FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA Para que um fármaco possa desempenhar seu papel com maior efetividade, é necessário atentar-se as propriedades físico-químicas presentes na droga, uma vez que, essas características possuem a capacidade de afetar toda as propriedades farmacocinéticas do medicamento, como também, influenciar na farmacodinâmica. Entre as propriedades que exigem maior atenção, temos a lipossolubilidade e a hidrossolubilidade. A hidrossolubilidade consiste na capacidade de uma molécula, dissolver-se em água. para que haja solubilização entre duas substâncias é preciso que as duas tenham interações intermoleculares de mesmo caráter. Desse modo, para que se tenha uma substância quimicamente hidrossolúvel, ela precisa possuir polaridade podendo então interagir com a água. Essa característica favorece a permeabilidade em membranas plasmática, o que pode ser um benefício para os fármacos. Em contraponto, temos a lipossolubilidade, que define a capacidade de uma molécula de se dissolver em regiões lipídicas, ou seja, moléculas mais apolares. Para um fármaco, possuir certo grau de lipossolubilidade, é interessante para garantir que a substância seja bem absorvida. Porém, quando presente de forma excessiva acaba por prejudicar a distribuição, e logo a absorção da droga no local alvo. Pois, será aumentado o acúmulo da substância em algumas regiões, como o tecido adiposo, limitando assim, seu alcance. É necessário atentar-se, que assim como citado anteriormente, as características lipofílicas ou hidrofóbicas não são as únicas características com capacidade de influenciar a distribuição e absorção de uma droga. Tendo em vista esses pontos, os estudos físicoquímicos dos fármacos, levou aos pesquisadores a descobertas, que vieram garantir vantagens aos medicamentos nos seus processos farmacocinéticos, entre uma delas, temos a latenciação. Idealizada em 1959, por um pesquisador chamado Harper, o termo latenciação, consiste da transformação de um fármaco em um meio de transporte inativo, que na presença de um organismo vivo, por meio de reações químicas ou enzimáticas, acaba por FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA disponibilizar o princípio ativo no devido local de ação planejado ou pelo menos, próximo a ele. Essa metodologia vem sendo comumente realizada em grupos funcionais como álcoois, uma vez que, eles se regeneram in vivo por via química ou enzimática, quando convertidos em ésteres, o que tem se demostrado um sucesso. O termo pró-fármaco, comumente conhecido hoje, que advêm do processo de latenciação, só surge anos depois, em 1958, por Adrien Albert, que criou o termo com a intenção de definir qualquer composto, que sofre biotransformação antes de exibir seus efeitos farmacológicos. Porém, esse método só se torna viável por volta de 1970, quando os pesquisadores possuem maiores estudos sobre os locais de atuação do fármaco nos organismos e sua farmacocinética. METODOLOGIA A estratégia empregada para otimizar as propriedades farmacocinéticas no processo de latenciação, origina-se na “soma” de um composto Bioativo (representado por A na figura 1) mais uma unidade de transporte (representada por Y na figura 1). A síntese gerada pela junção desses dois elementos resulta no pró-fármaco como demonstrado na figura 1. Figura 1. Metodologia da latenciação de fármacos. Em determinado momento, ocorre ação metabólica que irá converter o produto sintetizado da junção, novamente em sua forma ativa original. A forma mais comum de conversão metabólica é a hidrólise, sendo que o processo de latenciação tipicamente envolve a álcoois e ácidos carboxílicos, de modo a se obter ésteres sensíveis a ação das esterases que são amplamente distribuídas no plasma em outros tecidos FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA Os pró-fármacos carreadores são um bom exemplo do resultado do processo de latenciação. Normalmente, são ativadas por hidrólise metabólicas, de forma que a bioativação envolve a clivagem da estrutura do pró-fármaco. O enalapril é um exemplo pró-fármaco carreador clássico, como demonstrado ilustrativamente na figura 2, uma vez que surgiu a partir de enalaprilato, medicamento desenvolvido para o tratamento de hipertensão, que dispunha de uma baixa disponibilidade. Dessa forma, a aplicação da estratégia de latenciação permitiu a obtenção do Éster enalapril. A substituição do grupo carboxila, ionizável e polar, pelo grupo éster do enalapril, contribuiu para o aumento do caráter hidrofóbico e consequentemente favorece seu perfil de absorção oral. O grupo carboxila do enalaprilato no entanto, é um grupo farmacofórico, sua modificação implicou na perca da atividade. Porém, a atividade é retomada com a hidrólise metabólica do éster do enalapril,após a absorção. Em parte já na primeira passagem pelo fígado com a formação de enalaprilato e etanol (corresponde a unidade de transporte do enalapril). Figura 2. Transformação de enalaprilato em enalapril -Direitos autorais reservados a Química farmacêutica & medicinal em: https://www.youtube.com/watch?v=3CTT0U-1V7U. RESULTADOS E DISCURSSÃO Depois de décadas de pesquisas, o processo de latenciação desenvolveu fármacos que possuíam cada vez mais tecnologia, foi possível resolver diversos problemas farmacológicos, como: toxicidade, instabilidade, baixa biodisponibilidade, falta de seletividade, e entre outros. FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA Em 1984, como consequência do surgimento de variados pró-fármacos, se fez necessário a criação de uma classificação, que os dividiu em alguns grupos, conhecidos por pró- fármacos clássicos, bioprecursores, mistos e fármacos dirigidos. Wermuth criou as classificações levando em consideração algumas de suas especificidades, entre elas, a forma de transporte. Entre os pró-fármacos clássicos temos aqueles, que se dispõem a gerar alguma alteração na farmacocinética (figura 3), os que auxiliam na farmacocinética (figura 4) e por fim, os que promovem aumento da seletividade (figura 5), diminuindo a toxicidade. Figura 3. 4. 5. 17-b-estradiol , a-tocoferol, acetil-L-g-glutamilsulfametoxazol -Direitos autorais reservados a Chung, Man Chin e Ferreira, Elizabeth Igne disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014>. Epub 11 Set 2000. ISSN 1678-7064. https://doi.org/10.1590/S0100- 40421999000100014 Os pró-fármacos biopercusores, em contraponto aos clássicos, não possuem transportador. Origina-se por meio de modificações moleculares, que geram produtos modificados, que após sofrer metabolização, comumente pelo sistema de redox celular, geram um metabolito farmacêutico ativo. Como exemplo, se tem o N-alquilaminobenzofenona (figura 6), uma vez FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA que, se faz crucial a clivação do anel, para gerar o derivado benzodiazepínico correspondente (figura 7). Figura 6. Conversão in vivo de N-alquilaminobenzofenona em derivados benzodiazepínicos - Direitos autorais reservados a Chung, Man Chin e Ferreira, Elizabeth Igne disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014>. Epub 11 Set 2000. ISSN 1678-7064. https://doi.org/10.1590/S0100- 40421999000100014 Existem também alguns pró-fármacos que possuem características clássicas, como também, bioprecursoras, estes por sua vez, são denominados os mistos. Um dos exemplos mais comuns são os ésteres da trigonelina como transportadores dos fármacos de ação central (figura 7), uma vez que, passam pelo processo de rebox celular após atravessar a barreira hemato encefálica e depois da clivagem por hidrólise, acaba por liberar o fármaco. FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA Figura 6. Esquema de CDS-SNC- Direitos autorais reservados a Chung, Man Chin e Ferreira, Elizabeth Igne disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014>. Epub 11 Set 2000. ISSN 1678-7064. https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014 O último tipo de pró-fármaco dirigido, possuem um tipo especial de transporte, pois seu transportador, possuem a capacidade de levar a molécula até então inativa, até seu sítio de ligação de forma seletiva evitando toxicidade por ação do fármaco em outros receptores. CONCLUSÃO A latenciação tem se mostrado uma técnica muito eficaz, que ao longo dos anos gerou melhoria nos estudos de planejamento molecular para desenvolvimento de fármacos mais “inteligentes”, como também, ofereceu a indústria farmacêutica, formas de reaproveitas fármacos que caiam em desuso por apresentas desvantagens farmacológicas, agora corrigidas, pela proposta dos pró-fármacos. Gerando assim, vantagens não apenas farmacocinéticas, mas também, práticas e econômicas para o mercado. Referências: Chung, Man-Chin et al. Latenciação e formas avançadas de transporte de fármacos. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas [online]. 2005, v. 41, n. 2 [Acessado 29 Setembro 2021] , pp. 155-180. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S1516- 93322005000200004>. Epub 06 Mar 2006. ISSN 1516-9332. https://doi.org/10.1590/S1516-93322005000200004. Chung, Man Chin e Ferreira, Elizabeth IgneO processo de latenciação no planejamento de fármacos. Química Nova [online]. 1999, v. 22, n. 1 [Acessado 29 Setembro 2021] , pp. 75-84. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014>. Epub 11 Set 2000. ISSN 1678-7064. https://doi.org/10.1590/S0100-40421999000100014. Atkins, P.W., Jones, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 5ª ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012. Usberco J., Salvador E., Química Geral, 12ª.ed., São Paulo: Saraiva, 2006. FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA DISCIPLINA QUÍMICA MEDICINAL APLICADA GROVE, J. I.; SEARLE, P. F.; WEEDON, S. J.; GREEN, N. K.; MCNEISH, I. A.; KERR, D. J. GÜIDO, R. V. C.; FERREIRA, E. I.; NASSUTE, J. C.; VARANDA, E. A.; CHUNG, M. C. Diminuição da atividade mutagênica do pró-fármaco NFOH-121 em relação ao nitrofural (nitrofurazona). Rev. Ciên. Farm., v. 22, p. 319-333, 2001. Chung, Man-Chin et al. Latenciação e formas avançadas de transporte de fármacos. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas [online]. 2005, v. 41, n. 2 [Acessado 1 Outubro 2021] , pp. 155-180. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S1516-93322005000200004>. Epub 06 Mar 2006. ISSN 1516-9332. https://doi.org/10.1590/S1516-93322005000200004. FACULDADE UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO FARMÁCIA
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