Aula 5 - Produtos Naturais de Origem Marinha

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Produtos Naturais de
Origem Marinha
Prof. Renan Almeida de Jesus
Introdução
● Todos os seres vivos da atualidade
evoluíram a partir do meio marinho,
que possui imensa biodiversidade
● Os números de espécies marinhas
existentes são apenas estimados
● Organismos bentônicos, aqueles
que ficam fixos sob um substrato
sólido, devem ter capacidade de
defesa às adversidades, e isso é
garantido pela produção de
metabólitos secundários
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Introdução
● Independentemente da função biológica que os metabólitos
secundários tem no organismo produtor, a maioria é ativo
farmacologicamente
● Apesar da imensidão dos mares, o estudo de organismos marinhos é
mais recente que com as plantas, onde sua origem pode ser
determinada na década de 50
● Diferentemente das plantas, não temos uso de organismos marinhos
na medicina tradicional, então os estudos fitoquímicos são realizados
ao acaso
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Introdução
● Em geral esses organismos
fornecem metabólitos com
estruturas muito diferentes dos
encontrados nas plantas
terrestres, e frequentemente
moléculas inéditas
● Assim como nas plantas, há
muita variabilidade de
compostos químicos entre a
mesma espécie
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Introdução
● A coleta desses organismos em larga escala nem sempre é possível,
dessa forma a biotecnologia e a síntese de moléculas representa as
principais estratégias para a obtenção desses compostos bioativos
em quantidades comerciais
● A descoberta de propriedades farmacológicas de organismos
marinhos ocorreu na década de 50 com isolamente de substâncias de
uma espécie de esponja marinha
● A década de 60 marcou o auge dos estudos de toxicologia com os
produtos naturais com origem marinha
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Produtos marinhos bioativos
● Atualmente diversos grupos de
pesquisa e indústrias farmacêuticas tem
aumentado os esforços para as
descobertas biológicas das substâncias
isoladas dos organismos marinhos
● Existem substâncias isoladas da forma
pura como é encontrada no organismo
ou então elas são usadas como
protótipos para o desenvolvimento de
novos fármacos
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Antitumorais
● O ambiente marinho tem sido uma fonte promissora para
biocompostos com atividade antitumoral
● O desenvolvimento de fármacos em muitos casos foi travado devido
à quantidade da substância disponível para ensaios in vivo
● A sintetização se torna em muitos casos a única forma de
prosseguimento para desenvolvimento de medicamentos, mas pela
complexidade das estruturas químicas encontradas nos organismos
marinhos, até a síntese é complexa
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Antitumorais
● Citarabina (Cytosar-U/Aracytin)
● Trabectedina (Yondelis)
● Mesilato de eribulina (Halaven)
● Brentuximabe vedotina (Adcetris)
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Analgésicos
● A busca por analgésicos eficazes para o tratamento da dor crônica,
em especial aos quadros que não respondem aos opiáceos, levou ao
desenvolvimento de formulações baseadas em toxinas marinhas
● Ziconotida (Prialt)
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Antivirais
● Os organismos marinhos tem sido pesquisados para o tratamento de
diversos vírus, como HIV, herpes, hepatite
● São compostos pertencentes à diversas classes, como alcaloides,
terpenos, mas encontrados em organismos variados, como esponjas
e algas
● Vidarabina (Vira-A)
● Iota-carragenina (Carragelose)
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Antilipêmicos
● Ésteres etílicos do ácido ômega-3 (Lovaza/Omacor)
● Aprovado como agente redutor de triglicerídeos
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Outras atividades farmacológicas
● Antimicrobiana
● Anti-inflamatória
● Anti-parasitária
● Antidiabética
● Os principais compostos responsáveis por atividades farmacológicas
relevantes geralmente podem ser agrupados em 6 classes químicas,
policetídeos, terpenos, peptídeos, alcaloides, chiquimatos e açúcares
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Organismos marinhos
● Os organismos de maior interesse farmacêutico são algas, esponjas,
celenterados, ascídias, briozoários, moluscos e equinodermos
● Além dos organismos macroscópicos, destacam-se microrganismos
marinhos produtores de metabólitos secundários, como bactérias,
fungos e microalgas
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Algas marinhas
● São os organismos mais previsíveis do ponto de vista
quimiotaxonômico
● Foram estudadas antes que os outros microrganismos marinhos, a
partir da década de 60, sobretudo no contexto fitoquímico, com o
isolamento de diversos compostos inéditos, muitos dos quais ainda
não tiveram suas atividades biológicas testadas
● À medida que os estudos foram sendo aprofundados, tornou-se
evidente que somente certas famílias de algas eram produtoras de
metabólitos secundários
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Algas verdes (Chlorophyceae)
● Não são produtoras de
metabólitos secundários
quando em águas frias e
profundas, apenas em
águas tropicais, pela
defesa contra
herbívoros
● Muitos compostos
isolados de algas verdes
são tóxicos e possuem
atividade antipredatória
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Algas verdes (Chlorophyceae)
● Em geral as algas dessa classificação produzem terpenoides
(sesquiterpenos ou diterpenos), muitas vezes com grupos funcionais
bastante característicos e muito reativos
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Algas pardas (Phaeophyceae)
● Muitas espécies de algas pardas são coletadas comercialmente
devido à importância de seus polissacarídeos para a área
farmacêutica, tanto pela atividade biológica como para uso como
adjuvantes farmacêuticos, além do uso na indústria de alimentos
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Algas pardas (Phaeophyceae)
● Seus grupos de compostos são os
florotaninos, quinonas,
hidroquinonas e outros compostos
relacionados à composição mista,
mas o grupo mais característico são
os diterpenoides cíclicos
● O gênero mais importante é o
Dictyota, sendo que quase todas as
espécies em qualquer parte do
mundo se apresentam
quimicamente muito diversas e
ricas
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Algas vermelhas (Rodophyceae)
● Do ponto de vista da variedade e da
raridade dos compostos produzidos,
as algas vermelhas são as mais
importantes para a farmacognosia, e
também as mais estudadas
● Possuem substâncias com alta
atividade biológica e por
apresentarem estruturas
halogenadas pertencentes à
diversas classes, como acetogeninas,
monoterpenos, sesquiterpenos,
fenóis e indóis
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Algas vermelhas (Rodophyceae)
● Os principais compostos são extraídos do gênero Laurencia, e
apresentam atividades antitripanossômica, antileishmania, antiviral,
antifúngica, citotóxica e anti-helmíntica
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Esponjas (Porifera)
● As esponjas são os animais multicelulares mais primitivos, e se
encontram assentados sobre substratos sólidos
● São os animais marinhos mais estudados pela abundância, tamanho
e facilidade de coleta
● Produzem grandes quantidades de metabólitos secundários e
oferecem alta variabilidade química dentro de uma mesma espécie,
embora seja difícil estabelecer um padrão químico
● As esponjas também tem uma grande quantidade de microrganismos
simbióticos, que podem também ser a fonte dos metabólitos
secundários
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Esponjas (Porifera)
● Diversas substâncias isoladas alcançaram as fases de estudo clínico,
em sua maioria agentes antitumorais, mas também apresentam
atividade anti-inflamatória, antiviral, citotóxicos, antibiótica, anti-
helmíntica
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Celenterados (Cnidaria)
● São os organismos marinhos mais ricos quimicamente
● Existem em uma grande diversidade de formas e possuem somente
uma abertura, muitas vezes rodeada de tentáculos,que funcionam
como arpões de defesa pela presença de toxinas irritantes
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Celenterados (Cnidaria)
● Grande parte alberga algas simbiontes que
produzem metabólitos secundários,
principalmente terpenoides, que também são
utilizados pelos celenterados
● Alguns casos podem ter a presença de mais de
10% do peso seco em substâncias secundárias
● Várias substâncias isoladas de octocorais (tipos
de celenterados) apresentam ineditismo,
sendo as classes principais sesquiterpenoides,
diterpenoides (mais abundantes),
prostaglandinas e esteroides polioxigenados
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Tunicados (Tunicata)
● O nome provém de uma túnica exterior que rodeia suas estruturas
externas
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Tunicados (Tunicata)
● Grande parte dos metabólitos secundários isolados correspondem a
compostos nitrogenados, na maioria alcaloides e derivados de
aminoácidos
● Algumas substâncias de interesse são metabólitos primários dos
tunicados, como peptídeos cíclicos
● Suas principais aplicações são como antitumorais e antivirais
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Equinodermos (Echinodermata)
● São agrupados em várias classes, correspondentes às estrelas-do-
mar, lírios-do-mar, ouriços-do-mar e pepinos-do-mar
● Os primeiros estudos químicos datam da década de 50, sendo
amplamente visualizados nos ouriços-do-mar
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Equinodermos (Echinodermata)
● Os metabólitos isolados das diferentes classes são saponinas,
quinonas e esteroides
● As atividades farmacológicas são citotóxicas e antivirais, porém
algumas com toxicidade exacerbada
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Moluscos (Mollusca)
● Inclui os cefalópodes (lulas e polvos), bivalves (mexilhões e ostras) e
gasterópodes (lesmas-do-mar)
● A maioria dos compostos foi encontrada nas lesmas-do-mar, e a
maioria é de origem da dieta
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Moluscos (Mollusca)
● Entre os compostos biossintetizados pelos moluscos estão os
polipropionatos, diterpenos e alquenil-piridinas
● Os mais importantes compostos isolados são peptídeos com
potentes atividades farmacológicas, sendo a mais comum efeito
antitumoral, alguns em concentrações picomolares
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