Planejamento, síntese e avaliação farmacológica de pró-fármacos derivados do ácido micofenólico potencialmente úteis como imunossupressores

Abstract

O ácido micofenólico (AM) é um fármaco imunossupressor de caráter antiproliferativo, inibidor da enzima inosina 5-monofosfato desidrogenase (IMPDH). Apesar de ser aprovado para uso humano, apresenta como inconveniente baixa biodisponibilidade oral justificando assim otimização de sua estrutura química. Outros agentes imunossupressores incluem fármacos imunomoduladores (IMiDs) como a talidomida (TAL) e pomalidomida (POM). Estes agem inibindo a produção de citocinas pró-inflamatórias, como o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α). A pomalidomida apresenta uma atividade de inibição do TNF-α 20.000 vezes superior a talidomida, tornando-o assim, um interessante protótipo imunossupressor. A fim de otimizar os efeitos farmacocinéticos e farmacodinâmicos do AM. foi proposto neste trabalho, a síntese e a avaliação farmacológica de pró-fármacos contendo A.M e as subunidades farmacofóricas presentes na TAL e POM essenciais para inibição do TNF-α. Foram sintetizados e caracterizados por métodos analíticos doze derivados ftalimídicos e também o prófármaco (éster). Os compostos foram avaliados com relação ao efeito citotóxico usando macrófago murino. Utilizou-se nos ensaios o método de redução do sal 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil bromidiotetrazolium) (MTT) como revelador. Para o estudo de quantificação das citocinas pró-inflamatórias TNF-α e interleucina-1 beta (IL-1β) e de óxido nítrico (NO) foram consideradas as concentrações de viabilidade superiores a 75%. Os compostos mais ativos identificados no ensaio de inibição de TNF-α foram: 2-(2-(hidroximetill)fenil)isoindolin-1,3-diona (intermediário V ; concentrações 12.5 – 50 μM ) e 4-amino-2-(4- (hidroximetil)fenil)isoindolin-1,3-diona (intermediário X; concentração 12.5 μM). O intermediário X foi o único da série capaz de inibir os níveis de IL-1β na concentração de 50 μM. O pró-fármaco não apresentou citoxicidade, inibiu a liberação dos mediadores pró-inflamatórios TNF-α, IL-1β e NO, nas concentrações testadas. As características farmacocinéticas (ADMET) in silico das moléculas foram obtidas para auxiliar na identificação das propriedades dos compostos para posterior estudo de transplante in vivo. O conjunto de dados permite inferir que o pró-fármaco é um composto promissor com efeitos inibitórios dos níveis de TNFα,IL-1β e NO, podendo contribuir com a regulação do sistema imune em condições de transplante e doenças autoimunes.

Mycophenolic acid (A.M.) is an immunosuppressive drug with anti-proliferative profile, known as inhibitor of the enzyme inosine 5-monophosphate dehydrogenase (IMPDH). Despite being approved for human use, it presents low oral bioavailability as major inconvenient, thus justifying optimization of its chemical structure. Other immunosuppressive agents include immunomodulatory drugs (IMiDs) such as thalidomide (TAL) and pomalidomide (POM). These drugs inhibit the production of proinflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor alpha (TNF-α). Pomalidomide exhibits 20,000-fold inhibition of TNF-α activity against thalidomide, making it an interesting immunosuppressive prototype. In order to optimize the pharmacokinetic and pharmacodynamic effects of A.M., we have proposed in this work the synthesis and pharmacological evaluation of A.M-reciprocal prodrugs containing pharmacophoric subunits for TNF-α inhibition from TAL and POM. Twelve phthalimide derivatives were synthesized and characterized by analytical methods. Compounds were evaluated for cytotoxic effect using murine macrophage cells stimulated with lipopolysaccharide (LPS) at concentrations ranging from 6.25-200 μM. The method of reducing the 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyl bromidiotetrazolium (MTT) salt as the developer was used in the tests. For the quantification study of the pro-inflammatory cytokines TNF-α, interleukin 1 beta (IL-1β) and nitric oxide, macrophage viability superior to 75% were considered. The most active compounds identified in the TNF-α inhibition assay were: 2- (2- (hydroxymethyl) phenyl) isoindolin-1,3-dione (intermediate V, concentrations 12.5-50 μM) and 4-amino-2- 4- (hydroxymethyl) phenyl) isoindolin-1,3-dione (Intermediate X, concentration 12.5 μM). The intermediate X was the only one of the series capable of inhibiting IL-1β at the concentration of 50 μM. The in silico pharmacokinetic profile (ADMET) of the molecules was obtained to aid in the identification of the properties of the compounds for subsequent in vivo transplant study. The data set allows us to infer that prodrug is an interesting prototype with inhibitory effects on IL-1β levels, TNF-α and NO, which may contribute to the regulation of the immune system in transplantation conditions and autoimmune diseases.