Desenvolvimento de um novo candidato a farmaco- Parkison (Débora e Isabela)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP 
CURSO DE FARMÁCIA 
QUÍMICA FARMACÊUTICA II 
PROF. FRANCINE PAZINI 
DISCENTE: DÉBORA M. FONSECA E ISABELA ALVES BETTONI 
 
Planejamento e Desenvolvimento de um novo candidato a fármaco antiparkinsoniano 
 
1. DOENÇA DE PARKINSON 
 A doença de Parkinson (DP) é um transtorno neurodegenerativo crônico e progressivo 
caracterizado principalmente pela destruição de neurônios dopaminérgicos dos Núcleos da Base, em 
especial da Substância Negra (SN) na parte compacta, e com a diminuição desse neurotransmissor na 
região do estriado, leva a sintomatologia predominantemente motora associado a tremores nas mãos, 
pés, face e maxilares, bradicinesia (lentidão anormal dos movimentos) e rigidez muscular o que leva 
a uma redução significativa da capacidade de realização de movimentos nas extremidades afetadas, 
tremor em repouso e a instabilidade postural. Estima-se que os sintomas motores surjam quando há 
uma diminuição de cerca de 50-60% dos neurônios da SN e desnervação de 70-80% para o estriado. 
 A dopamina é uma das três catecolaminas sintetizadas naturalmente nos mamíferos, sendo 
uma precursora da noradrenalina (NA). Inicialmente, considerou-se como sendo um intermediário 
insignificante na formação da NA, no entanto atualmente é classificada como um neurotransmissor 
mais importante no cérebro, controlando diversas funções como a atividade locomotora, cognitiva, 
emocional, de ingestão de alimentos e na regulação endócrina. Assim sendo, alterações na regulação 
da transmissão dopaminérgica resultam em múltiplas desordens fisiológica sendo a doença de 
Parkinson a que se destaca (Figura 1). 
 
Figura 1. Estrutura da Dopamina. Fonte: Acervo Google. 
 O principal fator de risco associado à DP é a idade, estimando-se que a prevalência seja de 
aproximadamente 1% na população acima de 60 anos, podendo alcançar 4% acima de 80 anos. Além 
disso, até 80% dos pacientes com DP podem sofrer concomitantemente de demência, fator associado 
a um aumento no risco de mortalidade desses pacientes. 
 
1.1 TRATAMENTO DA DOENÇA DE PARKINSON 
A principal forma de tratamento da DP atualmente empregada tem como foco o 
reestabelecimento da neurotransmissão dopaminérgica nigroestriatal por meio da administração de 
Levodopa (L-Dopa ou LD), um precursor da síntese de dopamina (DA), ou ainda pela administração 
de agonistas dopaminérgicos como bromocriptina e pramipexol. Apesar de ter sido introduzida há 
mais de 50 anos, a administração de L-DOPA se mantem a abordagem mais eficaz e mais utilizada 
no tratamento da DP. 
 A levodopa (L-3,4-dihidroxifenilalanina) utilizada para elevar os níveis deficitários de 
dopamina, é um precursor direto deste neurotransmissor no SNC, e seu efeito terapêutico depende da 
sua biotransformação em dopamina no cérebro. É rapidamente metabolizada por descarboxilação, o-
metilação, transaminação ou oxidação. 
 Ao ser administrada via oral, a maioria é descarboxilada pela MAO presente na mucosa 
intestinal, além de sofrer rápido e extenso metabolismo pela enzima periférica L-aminoácido 
aromática descarboxilase (AADC) e pela catecol-O-metiltransferase (COMT), e apenas 1 a 3% chega 
ao cérebro de forma inalterada. Além disso, a dopamina que consegue chegar a circulação resultante 
da conversão periférica da levodopa provoca efeitos gastrointestinais indesejados e náuseas. A fim de 
reduzir esse efeito, a LD é administrada juntamente com inibidores da AADC (carbidopa ou 
benserazida) e da COMT (entacapona, tolcapona e a Opicapona), diminuindo o metabolismo 
sistêmico e aumentando os níveis plasmáticos (biodisponibilidade). 
 Contudo, a levodopa apresenta também efeitos adversos agudos (ex. náuseas e vômitos) e 
crônicos. No início do tratamento, a maioria dos pacientes sentem os efeitos adversos e que tendem a 
desaparecer após algumas semanas. Estes efeitos podem ser minimizados utilizando-se preparações 
com associação de levodopa inibidores da dopa-descarboxilase. Iniciar o tratamento com doses 
baixas de levodopa e assegurar ao paciente que estes efeitos adversos são geralmente transitórias é 
também muitas vezes suficiente. 
 O uso prolongado de LD está associado a sérias alterações motoras, como as discinesias 
(movimentos involuntários), as flutuações motoras (diminuição gradual do efeito sintomático do 
tratamento) e o efeito “on-off” (períodos intercalados de efeito do medicamento e de perda desse 
efeito). Cerca de 50% dos pacientes que fazem tratamento com L-dopa apresentam complicações nos 
primeiros 5 anos de tratamento. A efetividade da levodopa diminui com o avanço da doença, 
podendo sua ação depender da presença de neurônios dopaminérgicos funcionais (Figura 2). 
 
Figura 2. Estrutura da L-Dopa. Fonte: Acervo Google. 
Com a evolução da doença, os doentes de Parkinson desenvolvem o fenômeno “wearing off” 
(esgotamento de dose e flutuações motoras), em que a duração do efeito da LD é reduzida. Para 
responder ao fenômeno “wearing off” é empregada terapêutica adjuvante para manter ou prolongar o 
efeito da LD. 
 
1.2 INIBIDORES DA COMT 
A enzima catecol-o-metiltransferase (COMT) é uma enzima dependente de magnésio, 
amplamente distribuída encontrada em tecidos neuronais e não neuronais, sendo encontrada 
principalmente no citosol das células hepáticas e renais, bem como nas células cromafins e sua 
principal importância fisiológica envolve a desativação ou eliminação de moléculas que contenham 
grupo catecol potencialmente tóxica ou biologicamente ativas através de essencialmente de reações 
de O-metilação. 
A COMT adiciona um grupo metila a um dos oxigênios hidroxílicos nos anéis diidroxifenil 
das catecolaminas, produzindo metanefrina (metoxiepinefrina a partir de epinefrina), normetanefrina 
(metoxinorepinefrina a partir de norepinefrina) ou metoxitiramina (a partir de dopamina). A inibição 
da dopa-descarboxilase está associada à ativação compensatória de outras vias do metabolismo da 
levodopa, especialmente a COMT, aumentando os níveis plasmáticos de 3-O-metildopa (3OMD). 
Figura 3. Representação esquemática da estrutura tridimensional da COMT. Fonte: BARBOSA, M. C. F. 2012. 
A presença de níveis elevados de 3-OMD tem sido associada a uma resposta terapêutica 
deficiente à levodopa, talvez, pelo fato da 3-OMD competir com a levodopa por um mecanismo 
transportador ativo, que controla seu transporte através da mucosa intestinal e da barreira 
hematoencefálica. 
 
A descoberta que a presença do grupamento nitrocatecol em determinadas moléculas causava 
alta atividade inibitória da COMT, proporcionou o desenvolvimento de fármacos com essas 
propriedades farmacológicas, a tolcapona e entacapona. Os inibidores da COMT, como o nome 
sugere, tem a capacidade de inibir essa enzima e, com isso, evitar o metabolismo da levodopa, 
evitando a formação de 3-O-metildopa, prolongando a eliminação plasmática. O aumento na 
quantidade de levodopa disponível para penetrar a barreira hematoencefálica aumenta a 
biodisponibilidade e prolonga a meia-vida efetiva do fármaco. A inibição é seletiva, reversível e 
reduz significativamente o fenômeno de desgaste em pacientes com flutuações da doença de 
Parkinson, aumentando o tempo ON (condição em que o paciente apresenta bom controle motor) em 
cerca de 37% e reduz o tempo OFF (quando os efeitos da LD desaparecem e, portanto, os sintomas 
da doença surgem). 
 
 
Figura 4. Inibidores da COMT. Fonte: BARBOSA, M. C. F. 2012. 
 
1.2.1 ENTACAPONA 
A Entacapona (C14H15N3O5) – (E)-2-cinano-N,N-dietil-3-(3,4-dihidroxi-5-nitrofenil) é um 
potente, seletivo e reversível inibidor da COMT, apenas anível periférico. Ao inibirem a COMT, 
uma maior dose de levodopa será absorvida, alcançando à substância negra, onde será convertida em 
dopamina. Foi demonstrado que o Entacapona aumenta a biodisponibilidade da Levodopa e o tempo 
de meia- vida. Contudo um uso prolongado, superior a seis semanas pode ter com efeito adverso a 
diarréia sendo por vezes necessário o uso descontinuado. 
 
Figura 5. Estrutura da Entacapona. Fonte: LUSTOSA, R, M, D, Keyla. 2011. 
O fármaco Entacapona é rapidamente absorvido após a administração oral com 
biodisponibidade de 35%, secundário ao clearance de primeira passagem, e quase completamente 
metabolizado antes da extração. É um ácido fraco (pKa 4,5) e é, portanto, ionizado no pH do intestino 
delgado. Em geral, as moléculas que tenham um grupo ionizável são melhores absorvidas através da 
parede intestinal do que quando estão em uma forma não ionizada. Por outro lado, sendo um ácido 
fraco, a solubilidade aquosa da entacapona diminui com o pH diminuído, e assim a baixa solubilidade 
da entacapona em pH baixo pode dificultar a sua absorção no estômago. 
Uma pequena quantidade de entacapona, o (E)-isômero, é convertida no seu (Z)-isômero. O 
(E)-isômero contribui para 95% da AUC (área sob a curva) da entacapona e o (Z)-isômero e traços de 
outros metabólitos contribuem para os restantes 5%. Dados de estudos in vitro utilizando preparações 
microssomais do fígado humano indicam que entacapona inibe o citocromo P450 2C9 e pequena ou 
nenhuma inibição de outros tipos de isoenzimas P450 (CYP1A2, CYP2A6, CYP2D6, CYP2E1, 
CYP3A e CYP2C19). A eliminação da entacapona ocorre principalmente por vias metabólicas não 
renais. É estimado que 80 a 90% das doses são excretadas nas fezes. A maior parte (95%) do fármaco 
excretado na urina conjuga-se com ácido glicurônico. 
 
Figura 6. Formula estrutura do isômero (E)-isômero e (Z)-isômero da Entacarpona. Fonte: 
LUSTOSA, R, M, D, Keyla. 2011. 
1.2.2 RELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE DA ENTACAPONA 
 
 A presença de grupo nitro na posição orto do grupo hidroxila é crítico para potência da 
Entacapona e para a capacidade em inibir a COMT. 
 Compostos como o núcleo catecol e grupos muito eletronegativos são potentes inibidores 
da COMT. 
 O grupo nitro controla a acidez do grupamento hidroxila. 
 
2. PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE ANÁLOGO DA ENTACAPONA 
Até o presente momento, não existem fármacos disponíveis capazes de inibir a degeneração 
neuronal, permanecendo grande interesse na busca de agentes neuroprotetores e modificadores do 
curso da doença. Portanto, tendo em vista a necessidade de inibidores da COMT mais eficazes e mais 
seguros, o presente trabalho tem como objetivo pesquisar um novo análogo com entacapona com 
atividade ótima. 
Visto que a Entacapona é um fármaco administrado por via oral que sofre intenso 
metabolismo de primeira passagem, deve-se melhorar sua biodisponibilidade oral produzindo um 
análogo pró-fármaco através de esterificação da molécula. Deste modo, por meio de modificações 
moleculares, a Entacapona será transformada em um fármaco em forma de transporte inativo, que in 
vivo mediante os processos enzimáticos ou químicos liberação a porção ativa no local de ação. 
Conforme foi comentado anteriormente, a Entacapona atua apenas perifericamente, diferente 
de outros representantes da classe de inibidores da COMT, como a tolcapona, age tanto a nível 
periférico como central, entretanto, é pouco utilizada, pois apresenta nefrotoxicidade como 
significante efeito adverso. Portanto, objetivando melhorar a atividade do fármaco, será introduzido 
grupamento benzeno metilado, de modo a aumentar a lipossolubilidade, favorecendo assim atravessar 
a passagem do análogo pela BHE com facilidade. 
 
 
 
 
2.2 RELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE DA DICAPONE 
 
OH
CN
O
NO2
O
O
CH3
CH3
 (E)-DICAPONE
 
 Foi mantido grupamento nitrocatecol, visto que, é essencial para a atividade de inibição da 
enzima COMT. 
 Realizou-se uma esterificação de uma das hidroxilas presente no anel catecol, introduzindo o 
grupamento propanoato de metila. Assim, quando o fármaco sofrer o metabolismo de 
primeira passagem será hidrolisado de modo a reestabelecer a hidroxila para exercer sua 
atividade. Essa modificação é necessária para aumentar a biodisponibilidade e duração de 
ação da molécula, uma vez que essa propriedade era restrita na molécula de entacapona. 
 A introdução do grupamento benzeno com um substituinte metila, tem como objetivo 
aumentar a lipossolubilidade, tendo em vista que a única estrutura produzida dentre os 
inibidores da COMT que atua tanto em nível periférico como central, é o da Tolcapona, 
portanto, foi considerado suas propriedades, tendo incorporação do benzeno metilado no 
análogo Dicapone, objetivando facilitar a passagem do mesmo pela barreira 
hematoencefálica. 
 
2.3 CONFORMAÇÃO DA DICAPONE 
 A partir dos estudos aplicando o docking, foi possível prever a conformação de menor 
energia, ou seja, mais estável da molécula Dicapone. Neste estudo analisaram-se as variações de 
energia que uma molécula tem a partir da rotação na ligação simples. 
 
Figura 7. Conformação da Dicapone. Fonte: Adaptado Chem3DPro. 
 
3. ENSAIOS FARMACOLÓGICOS E TOXICOLÓGICOS 
 Os Ensaios Farmacológicos in vitro, visando avaliar a atividade de inibição enzimática da 
Dicapone, poderão ser realizados em camundongos, sendo executado de acordo com os Princípios Éticos 
na Experimentação Animal do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (CONCEA) e 
a Lei Arouca (Lei 11.794/2008) e realizados somente mediante aprovação do projeto pela Comissão de 
Ética no Uso de Animais (CEUA-UnB). Deve induzir o parkinsonismo nos camundongos, realizando 
uma cirurgia estereotáxica visando à infusão unilateral do composto neurotóxico 6-OHDA (Sigma-
Aldrich®) no estriado. Os animais são anestesiados e em seguida posicionados em um estereotáxico. 
Após assepsia com iodopovidona na região superior da cabeça dos animais, realiza uma injeção local 
de cloridrato de lidocaína com hemitartarato de norepinefrina, seguida de exposição do crânio dos 
animais para realização das medições estereotáxicas. 
 Feito as medições, segue para a implantação de uma agulha de 0,3mm de diâmetro acoplada a 
uma bomba de infusão, sendo feita assim a infusão da 6-OHDA (Sigma®). Após o término da 
infusão, mantêm a agulha no local por quatro minutos adicionais com o objetivo de permitir a difusão 
do composto sem extravasamentos. Para evitar a mortalidade e diminuir a morbidez dos animais em 
decorrência do déficit motor causado pela cirurgia, segue-se um protocolo de cuidados pós- 
operatórios, em que nos 4 primeiros dias após a cirurgia, os animais receberam injeção de 200μl de 
soro fisiológico com 5% de glicose por via subcutânea, para evitar a desidratação dos animais. 
 Além disso, os animais devem ser separados em 2-3 indivíduos por caixa para evitar 
agressividade e competição por alimento. Por último, a ração deve ser macerada em água e 
disponibilizada aos animais em pequenos frascos dentro das caixas, facilitando a alimentação e 
evitando-se, assim, a desnutrição dos animais e perda excessiva de peso. Não deve ser administrados 
fármacos analgésicos ou anti-inflamatórios dado que estes podem alterar a atividade do peptídeo. 
 Para a avaliação da atividade antiparkinsoniana do peptídeo Dicapone, se estabelece um 
protocolo de 22 dias desde a lesão com 6-OHDA até o último dia de experimento, no qual os animais 
foram eutanasiados. Durante o período do experimento, realiza-se o tratamento dos animais com o 
peptídeo administrado por via oral, com dose ajustada a massa corporal do camundongo, para a 
avaliaçãodo comprometimento motor no equipamento. Durante o tratamento, deve ser monitorado os 
níveis plasmáticos da Dicapone, para estimar o tempo de meia-vida baseado na concentração máxima 
obtida, devendo ser superior de 8 horas, assim encontrada na entacapina. Nesse estudo, deve ser 
avaliado a potência da droga a nível periférico e central, assim como a duração de ação. 
 Nos Ensaios Toxicológico in vitro, deve ser avaliado o potencial efeito citotóxico deste 
composto em hepatócitos criopreservados de humanos, visto que a enzima COMT é encontrada nesse 
local, sendo uma forma indireta de detecção toxicológica. A duração do efeito farmacológico é, na 
maioria dos casos, dependente do clearance do fármaco, ou seja, da capacidade do fígado de eliminar 
do sangue substâncias derivadas do metabolismo, mas também da meia-vida do complexo fármaco-
receptor. Nesse estudo, deve ser observado o grau de toxicidade gerado aos hepatócitos durante o uso 
crônico de Dicapone. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. REFERÊNCIAS 
 
BARBOSA, M. C. F. SNC: planejamento químico-farmacológico para obtenção de um novo 
alvo terapêutico para a doença de Parkinson. 2012. 67f. Dissertação (Mestrado) – Universidade 
Fernando Pessoa, Portugal. 
CAMPOS, Gabriel A. A. Avaliação da ação antiparkinsoniana do peptídeo Neurovespina no 
modelo murino da Doença de Parkinson. 2016. 77f. Dissertação (Mestrado) – Universidade de 
Brasília, Brasília. 
 
FERNANDES, Bruno Jose Dumêt; ANDRADE FILHO, Antonio Sousa. PERFILA 
FARMACOLÓGICO DA OPICAPONA EM PACIENTES COM DOENÇA DE PARKINSON SOB 
TRATAMENTO COM LEVODOPA. Revista Brasileira de Neurologia e Psiquiatria, v. 22, n. 1, 
2018. 
 
LUSTOSA, K. R. M. D. APLICAÇÃO DE FUNGOS FILAMENTOSOS NA β-
GLICOSILAÇÃO DA ENTACAPONA. 2011. 102f. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de 
Farmácia da Universidade Federal de Goiás, Goiânia.