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Eicosanoides e outros derivados lipídicos 1 Prof. Dr. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Colegiado de Farmácia Petrolina-PE, 2023 2 Eicosanoides São hormônios parácrinos Funções: envolvidos na reprodução, na inflamação, febre, participação no controle da pressão arterial; contração do músculo liso; dor associada à injúria tecidual ou doença; coagulação do sangue, secreção ácida gástrica e em uma variedade de outros processos na saúde humana ou doença Todos os eicosanoides são derivados do ácido araquidônico Classes de eicosanoides: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 3 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos COX COX LOX 4 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos Sinais cardinais da inflamação 5 Aggressive stimulus Bk TNF-α Sensitization of pain receptors PGs IL-1β COX-2 IL-6 1 2 3 4 Pentoxifilin Corticoids IL-1ra NSAIDs Adapted from Ferreira et al., 2010 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos Icatibant Sarilumab Tocilizumab 6 Prostaglandinas O nome deriva da glândula próstata, de onde foram isoladas PGE e PGF Atuam nos tecidos regulando a síntese de AMPc Podem estimular a contração do músculo liso durante a menstruação ou trabalho de parto Podem elevar a temperatura do corpo e causar dor e inflamação Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 7 Tromboxanos São produzidos pelas plaquetas Atuam na formação de coágulos e redução do fluxo sanguíneo Induzem a agregação plaquetária e contração do músculo liso Membro da família mais estudado: tromboxano A2 (TxA2) Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 8 Leucotrienos Encontrados primeiramente em leucócitos Possuem 3 duplas ligações conjugadas Propriedades importantes: contração de músculos lisos, especialmente nos pulmões → ataques de asma Choque anafilático por picada de abelhas, penicilina, etc. Leucotrieno D4 Tratamento da asma: prednisona, zileuton, montelucaste, zafirlucaste, pranlucaste Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 9 Ano da descoberta: 1991 Ano de introdução: 1998 (Merck) Categoria: antagonista de receptor de leucotrieno Principais usos: tratamento da asma e alergias Montelucaste sódico (Singulair®) Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 10 Ácido araquidônico Ciclooxigenase Lipoxigenase CitocromoP450 PGG2 HPETE Epóxidos Prostaglandinas Leucotrienos Prostaciclinas Tromboxanos Fosfolipídios de membrana Fosfolipase A2 Destinos do ácido araquidônico 11 Especificidade dos tecidos Rim e baço: PGE2 e PGF2α Vasos: PGI2 e PGF2α Coração: PGE2, PGF2α e PGI2 Plaquetas: TXA2 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 12 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 13 Isoformas da COX COX-1: constitutiva da mucosa gástrica, plaquetas, endotélio vascular e rim COX-2: induzida e produzida em resposta à inflamação. Constitutiva nos rins e coração COX-3: cérebro, coração e medula espinhal Fármacos inibidores: seletivos e não seletivos Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos Aspirina: medicamento imortal!!! Essencial para a medicina e manutenção da vida Produção anual: 40.000 toneladas Ano da descoberta: 1897 Ano de introdução: 1899 (Bayer) Categoria: AINE Principais usos: tratamento da dor, inflamação e febre, e também como agente anticoagulante para a prevenção de ataques cardíacos Número aproximado de pessoas que usam esse fármaco: mais de 100 milhões de pessoas 14 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos Indometacina (Indocin®) Piroxicam (Feldene®) 15 Efeitos colaterais Irritação gástrica Ano da descoberta: 1970 Ano de introdução: 1976 (Syntex) Categoria: AINE Principais usos: tratamento da dor, inflamação e febre Naproxeno e Ibuprofeno são atualmente os AINEs mais prescritos Naproxeno (Naprosin®) Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 16 Ácido acético Ácido propiônico Ibufenaco Ibuprofeno Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 17 Ano da descoberta: 1993 Ano de introdução: 1999 (Pfizer) Categoria: AINE Principais usos: tratamento da osteoartrite, artrite reumatoide e dor aguda Número aproximado de pessoas que usam esse fármaco: mais de 23 milhões de pessoas Celecoxibe (Celebrex®) Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 18 Etoricoxibe (Arcoxia®)Rofecoxibe (Vioxx®) Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos O Vioxx® (medicamento produzido pela empresa Merck Sharp & Dohme, com princípio ativo rofecoxibe) e o Bextra® (princípio ativo valdecoxibe, produzido pela Pfizer) foram retirados do mercado em 2004 e 2005, respectivamente, pela possibilidade de induzirem problemas cardiovasculares e, consequentemente, aumento na incidência de infartos do miocárdio. Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos Em relação ao Prexige® (lumiracoxib), embora isso tenha ocorrido por motivos diferentes dos inicialmente apresentados pelos outros medicamentos inibidores seletivos de COX-2 (aumento do risco de ocorrência de problemas cardiovasculares), o Prexige® causou problemas hepáticos graves, além de pancreatite, hemorragia, arritmia e hipertensão. Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 21 NF-κB, COX-1, 5-lipoxygenase, COX-2 Koeberle and Werz. Drug Discovery Today, v. 19, n. 12, 1871-1882, 2014. Multi-target natural products in inflammation Eicosanoides e outros derivados lipídicos 22 Resveratrol bound to COX-1 Biochemical Journal, 429 (2), 273-282, 2010. Eicosanoides e outros derivados lipídicos 23 Resveratrol bound to COX-1 and COX-2 Biochemical Journal, 429 (2), 273-282, 2010. Eicosanoides e outros derivados lipídicos 24 Eicosanoides e outros derivados lipídicos 25 The X-ray crystallographic structure of human COX-2 enzyme complexed with rofecoxib was obtained from the RCSB Protein Data Bank (PDB ID: 5KIR) Eicosanoides e outros derivados lipídicos Molecular docking analysis of flavonoids Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida 26 Target enzyme (PDB ID: 5KIR) Electrostatic surface Red - negative charge Blue - positive charge Secondary structure Eicosanoides e outros derivados lipídicos Molecular docking analysis of flavonoids Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida 27 Human COX-2 Rofecoxib bound to COX-2 Identification of active site Program MVD Eicosanoides e outros derivados lipídicos 28 Human COX-2: validation by redocking In the figure we have the validation of the methodology by redocking, overlapping the crystallographic structure (green) to the structure obtained by the docking (purple); It is possible to observe a good overlap of the structures of rofecoxib. Eicosanoides e outros derivados lipídicos Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida 29 Binding molecule Energy Astilbin -170.642 Orientin -166.532 Engeletin -158.866 Vitexin -154.691 Isoorientin -154.292 Taxifolin -149.727 Isovitexin -147.069 Rofecoxib -146.046 Values of the interaction energy of flavonoids with the target enzyme Vitexin Isovitexin Orientin Isoorientin AstilbinEngeletin Taxifolin Eicosanoides e outros derivados lipídicos 30 Binding molecule Energy Astilbin -170.642 Orientin -166.532 Engeletin -158.866 Vitexin -154.691 Isoorientin -154.292 Taxifolin -149.727 Isovitexin -147.069 Rofecoxib -146.046 Values of the interaction energy of flavonoids with the target enzyme All flavonoids evaluated had lower interaction energy than the original ligand, demonstrating the pharmacological potential of these compounds on the COX-2; Astilbin and orientin: more active Higher energy Lower energy I II III Eicosanoides e outros derivados lipídicos 31 Eicosanoides e outros derivados lipídicos 32 Eicosanoides e outros derivados lipídicos 33 Cortisona e outros esteroides: anti-inflamatórios Mecanismo de ação: inibição da fosfolipase A2 Algumas prostaglandinas inibem a agregação de plaquetas. Elas podem prevenir a formação de coágulos que impedem o suprimento sanguíneo para o coração e o cérebro, que são causas de acidentes vasculares e ataques cardíacos Estudos recentes: atividade antitumoral e antiviral Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 34 Principais funções dos eicosanoides Prostaglandinas • Controle da pressão arterial; • Estimulação da contração da musculatura lisa; • Indução da resposta inflamatória; • Inibição da agregação plaquetária; Tromboxanos • Estímulo da contração da musculatura lisa; • Indução da agregação plaquetária; Leucotrienos • Estímulo da contração da musculatura lisa; • Indução da resposta alérgica; • Indução da resposta inflamatória. Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 35 Vitaminas lipossolúveis x vitaminas hidrossolúveis Vitaminas A, D, E, K: derivadas do isopreno Vitamina D3 (colecalciferol): formada na pele pela ação da luz ultravioleta Deficiência de vitamina D leva à formação defeituosa dos ossos e causa o raquitismo Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Vitaminas A e D são precursores de hormônios Eicosanoides e outros derivados lipídicos 36 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 37 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 38 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Vitamina A Eicosanoides e outros derivados lipídicos 39 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Vitamina E Eicosanoides e outros derivados lipídicos 40 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Vitamina K Eicosanoides e outros derivados lipídicos 41 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Dicumarol Eicosanoides e outros derivados lipídicos Varfarin 42 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Ubiquinona Eicosanoides e outros derivados lipídicos 43 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Plastoquinona Eicosanoides e outros derivados lipídicos 44 Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Dolichol Eicosanoides e outros derivados lipídicos 45 Ácidos graxos ômega-3 Inibem a formação de certas prostaglandinas e de tromboxano A2 Aspirina: inibidor de síntese de prostaglandinas, menos potente que os EPA. Inibe a síntese de PG responsáveis pela inflamação e percepção dolorosa A aspirina não deve ser usada por pessoas que tomam anticoagulantes orais ou por pessoas com tendência a sangramentos H3C COOH EPA, Ácido eicosapentenóico Prof. Jackson Roberto Guedes da Silva Almeida Eicosanoides e outros derivados lipídicos 46 Dúvidas? Perguntas? Então... Até a próxima aula!