RESSALVA 

Atendendo solicitação do(a) 
autor(a), o texto completo desta tese 
será disponibilizado somente a partir 
de 06/06/2025. 



ALINE RENATA PAVAN 

Planejamento e síntese de novos inibidores e degradadores (PROteolysis TArgeting Chimera 
PROTAC) de histonas deacetilases (HDACs) 1 e 2 para anemia falciforme 

Volume I 

Tese apresentada ao Instituto de Química, 
Universidade Estadual Paulista, como parte 
dos requisitos para obtenção do título de 
Doutora em Química. 

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos 
Santos 

Araraquara 

2023 



P337p
Pavan, Aline Renata

    Planejamento e síntese de novos inibidores e degradadores

(PROteolysis TArgeting Chimera – PROTAC) de histonas

deacetilases (HDACs) 1 e 2 para anemia falciforme / Aline

Renata Pavan. -- Araraquara, 2023

    655 f. : il.

    Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista (Unesp),

Instituto de Química, Araraquara

    Orientador: Jean Leandro dos Santos

    1. Anemia falciforme. 2. Hemoglobinopatia. 3. Epigenética. 4.

Síntese orgânica. 5. Hemoglobina. I. Título.

Sistema de geração automática de fichas catalográficas da Unesp. Biblioteca do
Instituto de Química, Araraquara. Dados fornecidos pelo autor(a).

Essa ficha não pode ser modificada.



UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA 
 

Câmpus de Araraquara 
 
 
 

CERTIFICADO DE APROVAÇÃO 
 
 
TÍTULO DA TESE: 

 
" Planejamento e síntese de novos inibidores e degradadores (PROteolysis TArgeting 
Chimera – PROTAC) de histonas deacetilases (HDACs) 1 e 2 para anemia falciforme " 

 
 
 
AUTORA: ALINE RENATA PAVAN 
ORIENTADOR: JEAN LEANDRO DOS SANTOS 

 
 
 
 
Aprovada como parte das exigências para obtenção do Título de Doutora em Química, pela Comissão 
Examinadora: 

 
 
Prof. Dr. JEAN LEANDRO DOS SANTOS (Participaçao Presencial) 
Departamento de Farmacos e Medicamentos / Faculdade de Ciencias Farmaceuticas do Campus de 
Araraquara da Unesp 

 
Profª. Drª. CAROLINA LANARO (Participaçao Presencial) 
Hemocentro da UNICAMP / UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 

 
Profa. Dra. CHUNG MAN CHIN (Participaçao Presencial) 
Departamento de Fármacos e Medicamentos / Faculdade de Ciências Farmacêuticas do Campus de 
Araraquara da Unesp 

 
Profª. Drª. LILIAN SIBELLE CAMPOS BERNARDES (Participaçao Virtual) 
Departamento de Ciências Farmacêuticas / Universidade Federal de Santa Catarina 

 
Profª. Drª. DANIARA CRISTINA FERNANDES (Participaçao Presencial) 
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - IFSP - Matão 

 
 
 
Araraquara, 06 de junho de 2023 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Instituto de Química - Câmpus de Araraquara - 
Rua Prof. Francisco Degni, 55, 14800060, Araraquara - São Paulo 

http://www.iq.unesp.br/#!/pos-graduacao/quimica-2/CNPJ: 48.031.918/0027-63. 

Jean Leandro dos 
Santos:29736821854

Assinado de forma digital por Jean 
Leandro dos Santos:29736821854 
Dados: 2023.06.12 09:06:00 -03'00'



 
 

IMPACTO POTENCIAL DESSA PESQUISA 

A pesquisa desenvolvida e apresentada nesta tese apresenta impactos no âmbito científico, 

educacional e, a longo prazo, social e econômico. Durante o desenvolvimento do trabalho foram 

escritos e publicados em periódicos internacionais artigos científicos relacionados aos resultados 

obtidos e revisões bibliográficas sobre o tema, os quais fornecem à sociedade científica 

informações relevantes para consulta e direcionamento. Além disso, o estágio internacional 

realizado pela aluna proporcionou o aprendizado sobre uma nova classe de compostos, as 

PROteolysis TArgeting Chimera (PROTACs), que atualmente têm se mostrado como um tópico de 

grande procura dentro da área de Química Medicinal devido ao grande interesse acadêmico e de 

indústrias farmacêuticas. Com intuito de se divulgar o conhecimento adquirido, foram proferidos 

seminários sobre o tema dentro do grupo de pesquisa e em grupo de pesquisa parceiro no 

Hemocentro da UNICAMP, e têm-se como perspectiva a preparação e oferecimento para pós-

graduação de uma disciplina sobre o tópico. Em relação ao impacto social, destaca-se a escassez 

de medicamentos existentes para tratamento da anemia falciforme e a não abrangência desses 

em relação, principalmente, aos pacientes residentes na África Subsaariana, os quais 

compreendem 70% dos pacientes acometidos com anemia falciforme. Sendo assim, a constante 

busca de novos compostos que possam ser úteis para o tratamento dessa doença e a publicação 

de dados referentes a esse trabalho contribuem para que futuramente se obtenha um novo 

medicamento que seja efetivo, e que garanta uma melhor qualidade de vida desses pacientes. 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

POTENTIAL IMPACT OF THIS REASEARCH 

The research developed and presented in this Thesis presents impacts in the scientific area, 

teaching and social area. During the development of this work, papers about the results obtained 

and reviews about the topic were written and published in international journals, providing the 

scientific community with relevant information for consultation and direction. Furthermore, the 

international fellowship provided the student with the knowledge of a new class of compounds, 

the PROteolysis TArgeting Chimera (PROTACs), which nowadays is an area of great relevance in 

the Medicinal Chemistry field due to the great interest of the pharmaceutical industry. Aiming to 

spread the knowledge, seminars were presented in our research group and also in a research 

group of a collaborator in the Hematology center at the UNICAMP. It is expected to offer a 

discipline about the topic to the post-graduate students. Regarding the social impact, it is 

important to highlight the lack of medicines for the treatment of sickle cell disease and the lack 

of coverage of these in relation to those who needs it the most. Therefore, the persistent search 

for new compounds that would be able to treat this disease and the publication of the data 

obtained in this work increase the possibility for the obtention of a new medicine in the future 

that is effective, safe and that contemplate all the people who need it.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

DADOS CURRICULARES 

 

IDENTIFICAÇÃO: 

Nome: Aline Renata Pavan 

Nome em citações bibliográficas: PAVAN, A. R.; PAVAN, ALINE; PAVAN, AR.; PAVAN, ALINE 
RENATA; RENATA PAVAN, ALINE. 

ENDEREÇO PROFISSIONAL: 

Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” 

Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Araraquara 

UNESP – Campus de Araraquara 

Rodovia Araraquara-Jaú Km 01 – s/n 

Campos Ville 

CEP 14800-903 – Araraquara-SP – Brasil 

FORMAÇÃO ACADÊMICA/TITULAÇÃO:  

2018 – 2023 

Doutorado em Química. 

Instituto de Química – UNESP Araraquara, IQ/Ar, Brasil. 

Título: Planejamento e síntese de novos inibidores e degradadores (PROteolysis TArgeting 
Chimera – PROTAC) de histonas deacetilases (HDACs) 1 e 2 para anemia falciforme. 

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos. 

Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP, Brasil. Processo 

n° 2018/19523-7 

2016 – 2018 

Mestrado em Ciências Farmacêuticas  

Faculdade de Ciências Farmacêuticas - UNESP Araraquara, FCFAr, Brasil. 

Título: Planejamento, síntese e avaliação farmacológica de derivados ftalimídicos inibidores de 

histona deacetilase para anemia falciforme. 

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos. 



 
 

Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP, Brasil. Processo 

n° 2015/21252-3 

2010 – 2015 

Graduação em Farmácia – Bioquímica 

Faculdade de Ciências Farmacêuticas - UNESP Araraquara, FCFAr, Brasil. 

Título: Síntese, caracterização e avaliação biológica de quelatos metálicos contendo ligantes de 

origem natural. 

Orientador: Prof. Dra. Regina Célia Galvão Frem 

Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP, Brasil. Processo 

n° 2012/15639-4. 

FORMAÇÃO COMPLEMENTAR: 

12/2021 – 11/2022 

Doutorado Sanduíche 

University of Leicester, Leicester, Reino Unido 

Projeto: Synthesis and pharmacological evaluation of PROTAC-HDAC inhibitors-based compounds 

for Sickle Cell Disease 

Supervisor: Prof. Dr. James T. Hodgkinson 

Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP, Brasil. Processo 

n° 2021/10059-9 

PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA: 

Artigos completos publicados em periódicos: 

1. PAVAN, ALINE RENATA; LOPES, JULIANA ROMANO; LIMA IMPERADOR, CARLOS HENRIQUE; 

MAN CHIN, CHUNG; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. Perspectives and challenges to discovering 

hemoglobin-inducing agents in Sickle Cell Disease. Frontiers in Medicine, v. 9, p. 1, 2022. 

2. URIAS, BEATRIZ SILVA; PAVAN, ALINE RENATA; ALBUQUERQUE, GABRIELA RIBEIRO; 

PROKOPCZYK, IGOR MUCCILO; ALVES, TÂNIA MARA FERREIRA; DE MELO, THAIS REGINA 

FERREIRA; SARTORI, GERALDO RODRIGUES; DA SILVA, JOÃO HERMÍNIO MARTINS; CHIN, CHUNG 

http://lattes.cnpq.br/4448046955276514


 
 

MAN; SANTOS, JEAN LEANDRO DOS. Optimization of Resveratrol Used as a Scaffold to Design 

Histone Deacetylase (HDAC-1 and HDAC-2) Inhibitors. Pharmaceuticals, v. 15, p. 1260, 2022. 

3. TERRONI, BARBARA; MORAES, LUIS HENRIQUE OLIVEIRA DE; PAVAN, ALINE RENATA; 

RODRIGUES, GERSON JHONATAN; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO DOS. Vascular Effects of the Fetal 

Hemoglobin Inducer Agent 3-(1,3-Dioxoisoindolin-2-yl) Benzyl Nitrate. Pharmaceuticals, v. 15, p. 

1311, 2022. 

4. PAVAN, ALINE RENATA; LOPES, JULIANA ROMANO; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. The state of 

the art of fetal hemoglobin-inducing agents. Expert Opinion on Drug Discovery, v. 17, p. 1279-

1293, 2022. 

5. LOURENÇO DE FREITAS, NATÁLIA; DEBERALDINI, MARIA GABRIELA; GOMES, DIANA; PAVAN, 

ALINE RENATA; SOUSA, ÂNGELA; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO; SOARES, CHRISTIANE P. Histone 

Deacetylase Inhibitors as Therapeutic Interventions on Cervical Cancer Induced by Human 

Papillomavirus. Frontiers in Cell and Developmental Biology, v. 8, p. 1, 2021. 

6. PAVAN, ALINE RENATA; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. Advances in Sickle Cell Disease 

Treatments. Current Medicinal Chemistry, v. 28, p. 2008-2032, 2021. 

7. PRATES, JOÃO LUCAS BRUNO; PAVAN, ALINE RENATA; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. Boron in 

Medicinal and Organic Chemistry. Current Organic Chemistry, v. 25, p. 1853-1867, 2021. 

8. FERNANDES, GUILHERME FELIPE DOS SANTOS; CAMPOS, DÉBORA LEITE; CRISTIANE DA SILVA, 

ISABEL; BRUNO PRATES, JOÃO LUCAS; PAVAN, ALINE RENATA; PAVAN, FERNANDO ROGÉRIO; 

DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. Discovery of Benzofuroxan Derivatives as Potent Agents Active 

Against Multidrug Resistant Mycobacterium tuberculosis. ChemMedChem, v. 16, p. 1, 2021. 

9. LONGHIN BOSQUESI, PRISCILA; CASTANHO BOLOGNESI MELCHIOR, AYLIME; RENATA PAVAN, 

ALINE; LANARO, CAROLINA; MARIA DE SOUZA, CRISTIANE; RUSINOVA, RADDA; CONSOLIN 

CHELUCCI, RAFAEL; PEREIRA BARBIERI, KARINA; DOS SANTOS FERNANDES, GUILHERME FELIPE; 

ZEPONE CARLOS, IRACILDA; SPARRE ANDERSEN, OLAF; FERREIRA COSTA, FERNANDO; LEANDRO 

DOS SANTOS, JEAN. Synthesis and evaluation of resveratrol derivatives as fetal hemoglobin 

inducers. Bioorganic Chemistry, v. 100, p. 103948, 2020. 

http://lattes.cnpq.br/4448046955276514
http://lattes.cnpq.br/4448046955276514


 
 

10. DOS SANTOS FERNANDES, GUILHERME FELIPE; PAVAN, ALINE RENATA; DOS SANTOS, JEAN 

LEANDRO. Heterocyclic N-oxides - A Promising Class of Agents Against Tuberculosis, Malaria and 

Neglected Tropical Diseases. Current Pharmaceutical Design, v. 24, p. 1-16, 2018. 

11. PAVAN, A. R.; FERNANDES, G. S. F.; SANTOS, J. L. Clinical Pharmacology: Epigenetic Drugs at a 

Glance. Biochemistry & Pharmacology: OPEN ACCESS, v. 7, p. 1, 2018. 

12. FERNANDES, GUILHERME; SILVA, GABRIEL; PAVAN, ALINE; CHIBA, DIEGO; CHIN, CHUNG; DOS 

SANTOS, JEAN. Epigenetic Regulatory Mechanisms Induced by Resveratrol. Nutrients, v. 9, p. 

1201, 2017. 

13. PAVAN, ALINE; SILVA, GABRIEL; JORNADA, DANIELA; CHIBA, DIEGO; FERNANDES, 

GUILHERME; MAN CHIN, CHUNG; DOS SANTOS, JEAN. Unraveling the Anticancer Effect of 

Curcumin and Resveratrol. Nutrients, v. 8, p. 628, 2016. 

14. ROSSETO, LEANDRO; PIRES, MARIA; MELCHIOR, AYLIME; BOSQUESI, PRISCILA; PAVAN, ALINE; 

MARCONDES, SISI; CHUNG, MAN; SANTOS, JEAN. Synthesis and Preliminary Evaluation of N-Oxide 

Derivatives for the Prevention of Atherothrombotic Events. Molecules, v. 20, p. 18185-18200, 

2015. 

15. MELCHIOR, A. C. B.; PAVAN, A. R.; BOSQUESI, PRISCILA; CHUNG, M. C.; SANTOS, J. L. 

Bromodomain as New Targets in Drug Discovery. Biochemistry & Pharmacology, v. 4, p. 

1000e176, 2015. 

Trabalhos publicados em anais de eventos científicos: 

1. PAVAN, A. R.; DOS SANTOS, JEAN LEANDRO. Design, synthesis and enzymatic evaluation of 

HDAC 1 and HDAC2 selective inhibitors. XXVII International Symposium on Medicinal Chemistry 

(ISMC), Nice, France, 2022.  

2. PAVAN, A. R.; ALBUQUERQUE, GABRIELA RIBEIRO; URIAS, BEATRIZ SILVA; PROKOPCZYK, I. M.; 

Alves, T.; DE MELO, THAIS REGINA FERREIRA; SANTOS, J. L. Design, synthesis, and enzymatic 

evaluation of new HDAC 1 and 2 orto-aminobenzamides inhibitors. GP2A Annual Conference, 

Dublin, Ireland, 2022. 

http://lattes.cnpq.br/4448046955276514
http://lattes.cnpq.br/4448046955276514
http://lattes.cnpq.br/9734333607975413
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3. PAVAN, A. R.; SANTOS, J. L. Estudo de Modelagem molecular de inibidores de histonas 

deacetilases da Classe I. IX Congresso Científico da UNESP, Araraquara, Brasil, 2019.  

4. PAVAN, A. R.; DELGADO, I. L. L. ; DUTRA, L. ; SCARIM, C. B. ; SALGADO, H. R. N. ; ALMEIDA, A. 

M. F. ; CARLOS, I. Z. ; SANTOS, J. L. . Avaliação do efeito antimicrobiano e antiinflamatório de 

derivados furoxânicos e benzofuroxânicos como alternativa para o tratamento da acne vulgar. IX 

Congresso Científico da UNESP, Araraquara, Brasil, 2019. 

5. PAVAN, A. R.; CHELUCCI, R. C. ; LANARO, C. ; BARBIERI, K. P. ; BOSQUESI, PRISCILA ; CARLOS, I. 

Z. ; COSTA, F. F. ; SANTOS, J. L. . Analgesic activity and inhibition of neutrophil adhesion induced 

by resveratrol in sickle cell disease. CONGRESO INTERNACIONAL RESVERATROL, Mendoza, 

Argentina,2017. 

6. REIS, J. S.; PAVAN, A. R.; FERREIRA, L. M. B.; CHIARI, B. G.; REIS JR, M. A.; ISAAC, V. L. B.; CORREA, 

M. A.; SANTOS, J. L. Synthesis, antioxidant and photoprotection of resveratrol derivatives useful 

to prevent skin cancer. CONGRESO INTERNACIONAL RESVERATROL, Mendoza, Argentina,2017. 

7. PAVAN, A. R.; ALMEIDA, L.; PASSALACQUA, T. G. ; GRAMINHA, M.; CHUNG, M. C.; SANTOS, J. 

L. Síntese e avaliação biológica de novas moléculas guanidínicas com potencial atividade anti-

leishmania. VI Congresso Farmacêutico da Unesp, Araraquara, Brasil, 2016. 

8. PAVAN, A. R.; ALMEIDA, L.; PASSALACQUA, T. G.; GRAMINHA, M.; CHIN, C. M.; SANTOS, J. L. 

Synthesis and biological evaluation of novel guanidine derivatives as leishmanicidal compounds. 

8th Brazilian Symposium on Medicinal Chemistry, Armação dos búzios, Brasil, 2016. 

9. ALMEIDA, L.; PASSALACQUA, T. G.; DUTRA, L.; PAVAN, A. R.; Martinez, I.; MOTTRAM, J. C.; 

COOMBS, G.; THOMAS, A.; MAN CHIN, CHUNG; SANTOS, J. L.; GRAMINHA, M. Potent in vivo 

leishmanicidal activity of N-oxide derivatives. 8th Brazilian Symposium on Medicinal Chemistry, 

Armação dos búzios, Brasil, 2016. 

10. PAVAN, A. R.; ALMEIDA, L.; PASSALACQUA, T. G.; GRAMINHA, M.; CHUNG, M. C.; SANTOS, J. 

L. Síntese e avaliação biológica de novos derivados furoxânicos com potencial atividade anti-

leishmania. II Simpósio de Química Medicinal – “Inovação e Empreendedorismo em Fármacos”, 

São José do Rio Preto, Brasil, 2016. 

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11. PAVAN, A. R.; MELCHIOR, A. C. B.; FERNANDES, G.; CHIN, C. M.; SANTOS, J. L. Obtenção de 

insaturações partindo-se de grupamentos aldeídicos. IV Congresso Farmacêutico da Unesp, 

Araraquara, Brasil, 2014.  

12. DUTRA, L.; PAVAN, A. R.; MELCHIOR, A. C. B.; FERNANDES, G.; PIRES, M.; SANTOS, J. L. Síntese, 

caracterização e avaliação farmacológica de novos compostos para tratamento e prevenção de 

aterotrombose. IV Congresso Farmacêutico da Unesp, Araraquara, Brasil, 2014.  

13. Yamasaki, P. R.; PAVAN, A. R.; MELCHIOR, A. C. B.; NASCIMENTO, D.; CHELUCCI, R.; PLACERES, 

M.; CARLOS, I. Z.; CHIN, C. M.; SANTOS, J. L. Preparation and evaluation of dapsone-thalidomide 

hybrids for the treatment of type 2 leprosy reactions. 7th Brazilian Symposium on Medicinal 

Chemistry, Campos do Jordão, Brasil, 2014. 

14. PAVAN, A. R.; FERNANDES, G.; SANTOS, J. L. Síntese de novos candidatos a fármacos úteis 

para o tratamento de tuberculose. Congresso de Iniciação Científica da Unesp, Águas de Lindoia, 

2014. 

15. FERNANDES, G. S. F.; MARINO, L. B.; SOUZA, P. C.; MELCHIOR, A. C. B.; PAVAN, A. R.; SANTOS, 

J. L. Avaliação antiMycobacterium tuberculosis de derivados furoxânicos. IV Congresso 

Farmacêutico da Unesp, Araraquara, Brasil, 2014. 

16. FERNANDES, G. S. F.; MARINO, L. B.; SOUZA, P. C.; MELCHIOR, A. C. B.; PAVAN, A. R.; CHIN, C. 

M.; PAVAN, F. R.; SANTOS, J. L. Avaliação antiMycobacterium tuberculosis de derivados N-acil 

hidrazônicos. IV Congresso Farmacêutico da Unesp, Araraquara, Brasil, 2014. 

17. MELCHIOR, A. C. B.; PIRES, M. E. L.  LANARO, C.; PAVAN, A. R.; COSTA, F. F.; CHUNG, M. C.; 

CARLOS, I. Z.; PLACERES, M.; SANTOS, J. L. Avaliação farmacológica de novos candidatos a 

fármacos úteis ao tratamento dos sintomas da anemia falciforme. IV Congresso Farmacêutico da 

Unesp, Araraquara, Brasil, 2014. 

 

 

 

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PARTICIPAÇÕES EM BANCAS: 

Trabalho de Conclusão de Curso: 

1. PAVAN, ALINE RENATA; BONJORNO, A. F.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Beatriz 

Meduqui Rodrigues. Modelagem molecular e síntese de novos agentes reversores de latência dos 

reservatórios do vírus HIV. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e 

Bioquímica) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

2. PAVAN, ALINE RENATA; PRATES, J. L. B.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Andressa 

Francielli Bonjorno.Síntese de novos derivados nitroimidazooxazina planejados para o 

tratamento da tuberculose. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e 

Bioquímica) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

3. PAVAN, A. R.; PRATES, J. L. B.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Felipe Eduardo 

Bazilio.Tecnologias e suas aplicações na promoção do uso racional de medicamentos: uma revisão 

bibliográfica. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - 

Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

4. PAVAN, A. R.; PRATES, J. L. B.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Max Gerlack.Sintese de 

inibidores duais como agentes reversores de latencia para HIV. 2021. Trabalho de Conclusão de 

Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita 

Filho. 

5. PROKOPCZYK, I. M.; PAVAN, A. R.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Johnny Wallef Leite 

Martins,.Síntese de derivados de quinoxalinas 1,4-di-N- óxidos planejados contra leishmaniose. 

2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade 

Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

6. PAVAN, A. R.; SOUZA, L. B.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Carolina Bozza 

Matheus.Atenção farmacêutica em pacientes com problemas renais. 2019. Trabalho de 

Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual Paulista Júlio 

de Mesquita Filho. 



 
 

7. PAVAN, A. R.; CHIBA, D. E.; SANTOS, J. L. Participação em banca de Gabriela Ribeiro 

Albuquerque.Síntese de derivados 2-aminobenzamídicos planejados como indutores de 

hemoglobina fetal. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) 

- Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

8. PAVAN, A. R.; DOS SANTOS FERNANDES, GUILHERME FELIPE; SANTOS, J. L. Participação em 

banca de Andressa Mayumi Ocubaro.O efeito placebo e suas implicações na medicina alternativa 

e complementar. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) 

- Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. 

SUPERVISÃO CIENTÍFICA: 

Trabalho de Conclusão de Curso: 

1. Aluna: Ana Clara Scomparin 

Título: Estudo de modelagem molecular e síntese de derivados borônicos inibidores de histona 

deacetilase.  

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual 

Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências Farmacêutica de Araraquara, FCF/Ar, 

Araraquara – SP, Brasil. 2022 

Bolsa: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.  

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos 

Co-orientadora: Ma. Aline Renata Pavan. 

2. Aluna: Raquel dos Santos Rauber 

Título: Síntese de derivados do voxelotor como agentes ligantes covalentes irreversíveis de 

hemoglobina 

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual 

Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências Farmacêutica de Araraquara, FCF/Ar, 

Araraquara – SP, Brasil. 2022 



 
 

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos 

Co-orientadora: Ma. Aline Renata Pavan. 

3. Aluna: Beatriz Silva Urias.  

Título: Síntese de inibidores seletivos HDAC 1 e 2 para o tratamento dos sintomas da anemia 

falciforme.  

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual 

Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências Farmacêutica de Araraquara, FCF/Ar, 

Araraquara – SP, Brasil. 2020 

Bolsa: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo.  

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos 

Co-orientadora: Ma. Aline Renata Pavan 

4. Aluno: Mateus Greco de Oliveira 

Título: Síntese de novos derivados da pomalidomida doadores de óxido nítrico para tratamento 

dos sintomas da anemia falciforme.  

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Farmácia e Bioquímica) - Universidade Estadual 

Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências Farmacêutica de Araraquara, FCF/Ar, 

Araraquara – SP, Brasil. 2019 

Orientador: Prof. Dr. Jean Leandro dos Santos 

Co-orientadora: Ma. Aline Renata Pavan 

 

 

 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dedico esta Tese à minha família por terem me dado todo o amor e carinho, por sempre estarem 

ao meu lado para superar todos os problemas e dificuldades, e sem a qual este trabalho não 

existiria. 

Dedico esta Tese aos amigos que estiveram comigo, perto ou longe, e que foram minha base no 

dia a dia. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

AGRADECIMENTOS  

Inicio meus agradecimentos com as pessoas mais importantes e essenciais da minha vida: 

Nadir e Nelson. Mãe e Pai, por muitas vezes já lhes disse isso, mas dessa vez vai ficar 

registrado...sem vocês, nada deste trabalho existiria. Vocês foram meus maiores incentivadores 

desde que eu saí de casa. Todas as vezes que busquei ajuda vocês estavam ali para me dar suporte 

e me ajudar a continuar caminhando. Houve situações em que me vi sem saída, e foram vocês 

que souberam me guiar e me iluminar. Toda a luta que vocês sempre travaram durante toda a 

vida resultou em tudo que vocês têm hoje, e em tudo que vocês plantaram em mim e nos meus 

irmãos. Se hoje podemos colher sucesso, é porque vocês plantaram uma sementinha e nos 

ajudaram a regar. Obrigada por tudo que sempre fizeram e por tudo que fazem por mim. Essa 

conquista é de vocês também! Amo vocês. 

Paulo e Monica, o significado de vocês na minha vida é de força e proteção. Durante esses 

últimos cinco anos eu posso dizer que tive uma equipe me dando suporte, e cada um com um 

papel diferente. O de vocês foi o de me manter forte e de me sentir protegida. Paulo, por ser meu 

irmão mais velho e por sua personalidade forte sempre me senti segura ao seu lado, mas esses 

últimos anos me fizeram entender que mesmo crescendo, mesmo indo morar do outro lado do 

mundo, vou ter meu “tato” comigo para sempre. Com você aprendi que o que nos move na vida 

é a perseverança e coragem, e levo isso comigo em tudo que faço. Monica, ainda não consigo 

encontrar o ponto em que nossa história começou, porque a sensação é que você sempre esteve 

ali. Seus puxões de orelha e conselhos assertivos sempre me fizeram olhar as coisas de uma forma 

diferente, e me ajudaram a escolher meus caminhos. Obrigado por tudo que sempre fizeram e 

fazem por mim. Essa conquista é de vocês também! Amo vocês. 

Fer e Andreia, meus conselheiros da vida acadêmica (e da vida). Por muitas vezes recorri a 

vocês com dúvidas, inseguranças e medos e sempre recebi em troca apoio e encorajamento. Olho 

para vocês como exemplos da profissional que quero um dia ser. Fer, você me deu suporte e 

abrigo quando eu mais precisei, e isso nunca será esquecido. Todo o apoio e conselhos que vieram 

de você me ajudaram a tomar decisões importantes e me ajudaram a construir quem eu sou hoje. 

Andreia, junto com o Fer você me acolheu e me deu suporte. Nossas conversas sempre me fazem 



 
 

olhar a vida com outros olhos e me ajudam a me entender como ser humano. Todas as trocas de 

experiências que tivemos me deram base para buscar ajuda e construir tijolinho por tijolinho a 

Aline que quero ser. Obrigado por tudo que sempre fizeram e fazem por mim. Essa conquista é 

de vocês também! Amo vocês. 

Ga, Valen e Soso...meus amorzinhos. Agradeço a honra de ser tia de vocês. O nascimento de 

vocês abriu um espaço no meu coração que eu nem sabia que existia, e me fez entender o que é 

o amor incondicional. Obrigada por existirem, amo vocês demais! 

Chibiiiiiinha! Dizem que depois de 7 anos de amizade as pessoas não se separam 

mais...Estamos completando 10 anos, ou seja, você não se livra mais de mim! Chiba, obrigada por 

ser esse companheiro para tudo. Agradeço todos os conselhos (acadêmicos ou não), por todas as 

conversas, por todas as ajudas, por todos os almoços e as idas à barzinhos. Sua calma e habilidade 

de ser uma pessoa centrada sempre me inspiraram. Obrigada por tudo, Chibinha, amo você! 

João, você chegou no lab todo quietinho, mas mal sabíamos o furacão de alegria que seria 

liberado em pouco tempo. Migo, obrigada por ser esse amigo de todas as horas e para todas as 

ocasiões. Obrigada por todas as vezes que me escutou, que me ajudou e que esteve do meu lado. 

Obrigada por todas as brejas que tomamos juntos. Nos conhecemos dentro do lab, mas você é 

um amigo para a vida. Agradeço por ter você em meu caminho, migo, amo você! 

Juliana (Juuuu)... eu lembro da primeira vez que te vi numa defesa de doutorado do lab, toda 

quietinha e longe da gente e ninguém sabia quem era você. Aí corta para hoje...você se tornou 

uma das pessoas que a gente não quer mais que saia do lab. Ju, você tem uma das características 

que eu mais admiro em uma pessoa, que é a sinceridade. Todas as vezes que preciso de uma 

opinião sincera e honesta é para você que eu recorro. Você é uma amiga para a vida e agradeço 

demais ter encontrado você e ter tido a chance de trabalhar com alguém tão competente, 

determinada e parceira.  Obrigada por tudo, Ju, amo você! 

Agradeço à Beatriz Urias, Mateus Greco, Ana Scomparin e Raquel Rauber pela honra de estar 

ao lado de vocês como co-orientadora. Vocês me deram a oportunidade de aprender mais sobre 

a docência e me ajudaram a crescer como profissional e ser humano. 



 
 

Agradeço a todos os amigos do Lapdesf: Andressa, Ana, Any, Bianca, Diogo, Fernanda, Felipe, 

Guilherme, Gustavo, Igor, Livia, Maria, Maiara, Mateus, Pamela e Thuany pelo tempo que sempre 

passamos juntos. 

Joshua (Josh)…you were by my side since day one at Uni, and I could not even imagine how 

important you would be to me during my year in Leicester and after that. You are one of the most 

lovely and thoughtful human beings I’ve ever known. Thank you for introducing me the 

Tinybakery, Mr. Whippy, and all the other food and drinks we had together. Thank you for being 

so kind to me. If you need anything from me, at any time, I’ll be here for you. Love you and miss 

you (and your songs) every day!  

Wiktoria (Wik)…one of my biggest fears when travelling abroad was about not being able to 

find a friend that I could talk about everything (good/bad/weird stuff) without being worried 

about anything….and then I met you. Thank you for all our talks about chemistry, food in Brazil 

and Poland, Tv shows, life, kinder chocolate… You always made my days happy, and I hope to see 

you soon again. Love you and miss you! 

Urvashi…we worked together for only a few months, but I feel that I know you for way longer. 

Thank you for being such a lovely and supportive friend! You are the kind of person that is a 

pleasure to work with and to be able to call a friend. I hope to see you soon! One more Portuguese 

word for you: amigo/amiga = friend. Love you and miss you! 

Meg…you were always the person that was in the lab to help me with everything. As I said 

once, I would love to have a “Meg” in Brazil, because life would be so much easier. When I first 

met you, I saw you as a serious person…after a while I realized that you were really a serious 

person, but with a lovely and warm heart. Thank you for the time we spent together. Love you 

and miss you! 

Camila…Calinda, obrigada por sempre, mesmo de longe, se fazer perto. Obrigada por ser a 

amiga que topa tudo e que faz de tudo para nos fazer bem. Obrigada por todos os momentos que 

vivemos juntas e por tudo que ainda viveremos. Te amo e sinto muita saudade de você!! 



 
 

Thais...Vods, saudades do seu abraço de urso e de tomar umas boas caipirinhas enquanto 

fofocamos. Sinto muita falta de ter você aqui pertinho. Te amo e estou com saudades. 

Fernanda...Felinda, você sempre me incentivou muito e me direcionou palavras de carinho e 

apoio. Poder ter você como amiga me deixa feliz e honrada, pois tenho muito orgulho de você! 

Ainda precisamos marcar nosso mochilão! Te amo e estou com saudades. 

Agradeço à Patrícia Bento por me apresentar a vida acadêmica e por sempre me inspirar. Paty, 

você ajudou nos meus primeiros passos dentro de um laboratório de pesquisa e esteve do meu 

lado desde então. Obrigada por ser essa pessoa excepcional e por ser um dos melhores exemplos 

que eu poderia ter. Amo você. 

Agradeço à Carol Lanaro pela realização dos ensaios de indução de γ-globina, por ter me 

recebido tão bem no laboratório e se mostrado uma pessoa sensacional. Agradeço também ao 

prof. Dr. Fernando Ferreira Costa por me receber em seu laboratório e autorizar a realização dos 

ensaios. 

Agradeço aos meus orientadores Jean e James: 

James, thank you for having me in your lab, for trusting me and for giving me the opportunity 

to develop such a beautiful work with you. Thank you for all the coffees and the talks that we had 

together. The time I spent in your lab was essential for me to grow as a professional and human 

being.  

Jean…trabalhamos juntos há 10 anos e ainda não tenho palavras suficientes para agradecer 

tudo que fez por mim. Você é um dos meus exemplos dentro da área acadêmica, e sempre foi 

uma inspiração. Agradeço a liberdade que você sempre me deu dentro do laboratório e por 

confiar no meu trabalho e potencial. Todos esses anos você me ajudou a crescer e entender o 

papel que temos dentro e fora da universidade. Obrigada por ter sido a minha base dentro da 

área acadêmica. Obrigada por todas as vezes que me incentivou a ir além e a alcançar voos cada 

vez mais altos. Tenho orgulho e me sinto lisonjeada de ter você como orientador. Obrigada por 

tudo! 



 
 

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal 

de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001 

Agradeço à FAPESP pela concessão das bolsas no país e no exterior, às quais possibilitaram a 

execução do trabalho (Processos FAPESP n° 2018/19523-7 e 2021/10059-9) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“If we want to achieve our goal, then let us empower ourselves with the weapon of knowledge 

and let us shield ourselves with unity and togetherness.” 

(Malala Yousafzai: 16th birthday speech at the United Nations, 2013) 

 

“One child, one teacher, one book and one pen can change the world.” 

(Malala Yousafzai) 



 
 

RESUMO 

A anemia falciforme (AF) é uma hemoglobinopatia causada por uma mutação pontual no gene da β-

globina. Essa mutação resulta na formação de uma hemoglobina mutada (HbS) que polimeriza e causa 

mudanças irreversíveis na morfologia das hemácias, a qual adquire a forma de foice e é responsável 

pela fisiopatologia da doença. Dentre as estratégias descritas para tratamento da AF está a indução de 

expressão de γ-globina e produção de hemoglobina fetal (HbF), a qual é capaz de diminuir os sintomas 

da doença por reduzir as taxas de polimerização, dentre outros efeitos, e foi a estratégia selecionada 

para o presente trabalho. As enzimas epigenéticas histonas deacetilases (HDACs) 1 e 2 foram os alvos 

explorados para desenvolvimento de novos indutores de expressão de γ -globina e produção de HbF. 

Sendo assim, este trabalho foi dividido em duas partes: 1) Planejamento, síntese e avaliação 

farmacológica de novos inibidores de HDAC 1 e 2; 2) Planejamento, síntese e avaliação farmacológica 

de novas PROTACs para degradação de HDAC 1 e 2. Na primeira parte foram sintetizados 24 

intermediários e 7 produtos finais inéditos com rendimentos que variaram entre 29 e 85%. Os dois 

compostos mais promissores ((21) e (31)) apresentaram valores de IC50 variando entre 17 e 950 nM e 

importante seletividade contra as HDACs 1 e 2. Em um ensaio preliminar utilizando-se células 

eritroleucêmicas (K562) ambos os compostos foram capazes de aumentar em, aproximadamente, 7x a 

expressão de gama-globina a 1 µM após o tempo de tratamento de 72h e 96 h sendo superior ao 

fármaco utilizado na terapia, a hidroxiureia. Na segunda parte, 40 intermediários e 13 moléculas 

inéditas foram sintetizadas com rendimentos que variaram entre 30 e 65%. Todos os compostos foram 

avaliados quanto a degradação das HDACs 1-3 e, de forma geral, os compostos apresentaram 

degradação seletiva contra HDAC-1. Destacam-se os compostos ARP-26, ARP-37 e ARP-49, com valores 

de degradação que variaram de 41 a 60% contra HDAC-1. Os valores de DC50 dos compostos ARP-26 e 

ARP-49 foram determinados, e apresentaram aproximadamente 50% de degradação à 2,5 µM. Sendo 

assim, foi possível sintetizar e obter novos inibidores de HDAC seletivos contra HDAC-1 e HDAC-2 e 

capazes de induzir a expressão de γ-globina a níveis acima do que o fármaco atualmente no mercado 

e que podem ser úteis como candidatos à fármacos para o tratamento da anemia falciforme. Foi 

possível também sintetizar e obter PROTACs inéditas com seletividade de degradação contra HDAC-1.  

Palavras-chave:  anemia falciforme, hemoglobinopatia, epigenética, síntese orgânica, hemoglobina 

 



 
 

ABSTRACT 

Sickle cell anemia (SCA) is a hereditary hemoglobinopathies caused by a single mutation in the gene of 

β-globin. Due to this mutation, a mutated hemoglobin is formed (HbS) leading to polymerization and 

causing irreversible changes in the morphology of red blood cells, which get a sickle shape e is 

responsible for the pathophysiology of the disease. Among the strategies described in the literature 

for the treatment of SCA is the induction of the expression of γ-globin and production of fetal 

hemoglobin (HbF), which is able to diminish the symptoms by reducing the polymerization and was the 

chosen strategy in this work. Epigenetic enzymes called histone deacetylases (HDACs) 1 and 2 were 

explored as targets for the development of new γ-globin and HbF inducers. Therefore, this work was 

divided into two parts: 1) Design, synthesis and pharmacological evaluation of new HDAC 1 and 2 

inhibitors; 2) Design, synthesis and pharmacological evaluation of new PROTACs for degradation of 

HDAC 1 and 2. In the part 1, it was synthesized 24 intermediates and 7 final products in yields ranging 

from 29 and 85%. Two of the most promisor compounds presented IC50 values ranging from 17 to 950 

nM and interesting selectivity towards HDACs 1 and 2. Preliminary assay in erythroleukemic cells (K562) 

demonstrated that both compounds were able to increase γ-globin expression by, approximately, 7-

fold at 1 µM in a period of time of 72 and 96 hours, being most promising than the drug used in therapy, 

hydroxyurea (increase by 2.5-fold at 30 µM). In the part 2, it was synthesized 45 intermediates and 13 

new final PROTACs with yields ranging from 30 to 65%. All compounds were evaluated towards HDAC 

1-3 degradation and, in general, all of them presented selective degradation of HDAC-1. Compounds 

ARP-26, ARP-37 and ARP-49 presented the better degradation levels ranging from 41 to 60% against 

HDAC-1. DC50 values from compounds ARP-26 and ARP-49 were determined and shown approximately 

50% of degradation at 2.5 µM. Therefore, in this work was possible to synthesize and characterize new 

HDAC inhibitors with interesting selectivity against HDAC- 1 and 2 with ability of induction of γ-globin 

in levels that exceed the results seen for the standard drug. It was also possible to synthesize and 

characterize new PROTACs with degradation selectivity against HDAC-1. 

Key-words: sickle cell anemia, hemoglobinopathies, epigenetic, organic synthesis, hemoglobin 

 

 



 
 

LISTA DE ILUSTRAÇÕES 

Figura 1.  Esquema de representação da hemoglobina normal e das hemoglobinas geradas 

a partir da mutação do gene da globina β 32 

Figura 2. Representação da polimerização da HbS e modificações da forma da hemácia 33 

Figura 3. Processo de vaso-oclusão e exemplos das principais complicações encontradas 

em pacientes falciformes 35 

Figura 4. Curvas de tendência de incidência de morte de pacientes falciformes no Brasil 36 

Figura 5. Estrutura química dos fármacos hidroxiureia, L-glutamina e voxelotor 39 

Figura 6. Síntese de globinas durante a gestação e desenvolvimento do neonato 40 

Figura 7. Papel dos fatores de transcrição e das HDACs na regulação da expressão de γ-

globina 41 

Figura 8. Estrutura química dos inibidores de LSD-1 e DNMT 43 

Figura 9. Mecanismo de atuação das HDACs 44 

Figura 10. Estrutura do sítio ativo das HDACs Classe I 45 

Figura 11. Sobreposição HDAC 2 (rosa) e 3 (dourado) 46 

Figura 12. Sobreposição das HDACs 2 (rosa), 3 (dourado) e 8 (azul) 46 

Figura 13. Ciclo de ubiquitinação de proteínas 51 

Figura 14. Mecanismo de ação das PROTACs 52 

Figura 15. Estrutura das PROTACs 1-4 e Western blot da avaliação da degradação das 

HDACs 1-3 53 

Figura 16. Estrutura da molécula JSRF5 e seus valores de inibição enzimática contra as 

HDACs 1 e 2 54 

Figura 17. Esquema do planejamento estrutural dos inibidores de HDAC 55 

Figura 18. Planejamento estrutural das PROTACs e estrutura química do composto ARP-

26 57 

Figura 19. Rota sintética para obtenção dos compostos (18) a (21) 61 

Figura 20. Rota sintética para obtenção dos compostos (26)-(28) 62 

Figura 21. Etapa de obtenção do ligante de E3-ligase (ARP-01) 63 

Figura 22. Rota sintética de obtenção dos intermediários ARP-04, ARP-07, ARP-17, ARP-

32 e ARP-35 63 

Figura 23. Rota sintética de obtenção dos intermediários ARP-23 e ARP-36 64 

Figura 24. Rotas sintéticas de obtenção das subunidades dos inibidores de HDAC ARP-14 

e ARP-45 65 

Figura 25. Rota sintética de obtenção das séries I e II das PROTACs 67 

Figura 26. Esquema das moléculas utilizadas no estudo de modelagem molecular 72 

Figura 27. Modo de interação com o sítio ativo da HDAC-2 74 

Figura 28. Representação da ocupação da cavidade interna do sítio ativo da HDAC-2 74 



 
 

Figura 29. Interação adicional realizada pelos compostos avaliados no docking 76 

Figura 30. Sobreposição das poses da Figura 29 76 

Figura 31. Estrutura química dos compostos selecionados para síntese 77 

Figura 32. Valor de IC50 e porcentagem de inibição enzimática contra as HDACs 1-3, 6, 8 e 

11 do composto (21) 103 

Figura 33. Valor de IC50 e porcentagem de inibição enzimática contra as HDACs 1-3, 6, 8 e 

11 do composto (31) 104 

Figura 34. Número de células viáveis (A) e viabilidade celular (B) após tratamento com 

composto (21) 106 

Figura 35. Número de células viáveis (A) e viabilidade celular (B) após tratamento com 

composto (31) 106 

Figura 36. Expressão de γ-globina pós-tratamento com composto (21) 107 

Figura 37. Expressão de γ-globina pós-tratamento com composto (31) 108 

Figura 38. Mecanismo da reação de obtenção do composto ARP-01 109 

Figura 39. Espectro de massas do composto ARP-01 111 

Figura 40. Esquema do mecanismo de reação da SNAr 112 

Figura 41. Espectro de RMN de 1H do subproduto obtido na SNAr 113 

Figura 42. Esquema do mecanismo de reação com brometo de tionila 119 

Figura 43. Espectro de massas de alta resolução dos compostos ARP-17 e ARP-35 121 

Figura 44. Avaliação da degradação das HDACs 1-3 em concentrações de 0,1 µM, 1,0 µM 

e 10 µM 173 

Figura 45. Quantificação da acetilação da lisina H3K56Ac 174 

Figura 46. Avaliação da degradação das HDACs 1-3 em concentrações de 0,1 µM, 1,0 µM 

e 10 µM 175 

Figura 47. Quantificação da acetilação da lisina H3K56Ac 175 

Figura 48. Avaliação da degradação das HDACs 1-3 em concentrações de 0,1 µM, 1,0 µM 

e 10 µM 176 

Figura 49. Quantificação da acetilação da lisina H3K56Ac 177 

Figura 50. Avaliação da degradação das HDACs 1-3 em concentrações de 0,01 µM, 0,1 µM, 

1,0 µM e 10 µM 178 

Figura 51. Quantificação da acetilação da lisina H3K56Ac 178 

Figura 52. Avaliação de DC50 do composto ARP-26 179 

Figura 53. Avaliação de DC50 do composto ARP-49 180 

 

 

 



 
 

LISTA DE TABELAS 

Tabela 1. Inibição de HDAC 1-9 pelos compostos CI-994, MGCD-0103 e MS-275 em μM 47 

Tabela 2. Inibição de HDAC 1-9 pelos compostos (I), (II), BRD4884 e ACY-957 em μM 48 

Tabela 3.  Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C do composto (1) 
78 

Tabela 4. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (2)-(5) 
80 

Tabela 5. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (6)-(9) 
82 

Tabela 6. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 

1H e 13C dos intermediários (10) e (11) 
84 

Tabela 7. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 

1H e 13C dos intermediários (12) e (13) 
85 

Tabela 8. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (14) e (15) 
88 

Tabela 9. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 

1H e 13C dos intermediários (16) e (17) 
89 

Tabela 10. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (18) e (19) 
92 

Tabela 11. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 

1H e 13C dos intermediários (20) e (21) 
93 

Tabela 12. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (22) e (23) 
94 

Tabela 13. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários (24) e (25) 
96 

Tabela 14. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos produtos finais (29) a (31) 
98 

Tabela 15. Porcentagem de inibição da atividade das HDACs 1 e 2 a 1 µM 100 

Tabela 16. Deslocamento químico e constantes de acoplamento do composto ARP-01 110 

Tabela 17. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-04, ARP-07 e ARP-16 
114 

Tabela 18. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-32 e ARP-33 
117 

Tabela 19. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-17 e ARP-35 
119 

Tabela 20. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-02, ARP-03 e ARP-06 
122 

Tabela 21. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-23, ARP-29 e ARP-30 
124 



 
 

Tabela 22. Deslocamentos químicos e as constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C 

dos intermediários ARP-31, ARP-36 e ARP-05 
126 

Tabela 23. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C dos 

intermediários ARP-11 e ARP-12 
129 

Tabela 24. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos RMNs de 1H e 13C dos 

intermediários ARP-10, ARP-13 e ARP-14 
131 

Tabela 25. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários ARP-28, ARP-41, e ARP-43 
134 

Tabela 26. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos intermediários ARP-44 e ARP-45 
135 

Tabela 27. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-18 e ARP-20 
138 

Tabela 28. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-21 e ARP-26 
141 

Tabela 29. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-22 e ARP-25 
144 

Tabela 30. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-24 e ARP-27 
144 

Tabela 31. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-34 e ARP-37 
150 

Tabela 32. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-38 e ARP-39 
153 

Tabela 33. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-40 e ARP-42 
156 

Tabela 34. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-46 e ARP-47 
160 

Tabela 35. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-48 e ARP-49 
162 

Tabela 36. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-50 e ARP-53 
164 

Tabela 37. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-51 e ARP-58 
166 

Tabela 38. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-52 e ARP-54 
168 

Tabela 39. Deslocamentos químicos e constantes de acoplamento dos espectros de RMN de 1H 

e 13C dos compostos ARP-55 e ARP-56 
170 

 

 

 

 



 
 

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 

5-AzaC - 5-azacitidina 

ADMA - dimetilarginina assimétrica 

AF - anemia falciforme 

ATCC - American Type Culture Collection 

CCD - Cromatografia em Camada Delgada 

DNMT - DNA metil transferase 

DS - docking score 

HAT - histona acetiltransferase 

Hb - hemoglobina 

HbA - hemoglobina adulta 

HbF - hemoglobina fetal 

HDAC - histona deacetilase 

HU - hidroxiureia 

LigPrep - Ligand Preparation 

LSD-1 - lisina demetilase 1 

NO - óxido nítrico 

NOS - óxido nítrico sintase 

PDB - protein Data Bank 

PROTAC - Proteolysis Targeting Chimera 

RMN - ressonância magnética nuclear 

RMSD - Root Mean Square Deviation 

ROS - espécies reativas de oxigênio 

sGC - guanilato ciclase solúvel 

SN2 – substituição nucleofílica bimolecular 

SNAr - substituição nucleofílica aromática 



 
 

TCP - tranilcipromina 

TNF-α - fator de necrose tumoral alfa 

VHL - Von Hippel-Lindau 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 
 

Sumário 

 

1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 31 

1.1 Anemia falciforme ................................................................................................................ 31 

1.1.1. Aspectos gerais ........................................................................................................ 31 

1.1.2. Fisiopatologia ........................................................................................................... 31 

1.1.3. Tratamento .............................................................................................................. 37 

1.2. Estratégias para o desenvolvimento de novos fármacos ................................................... 39 

1.2.1.  Indução de expressão de gama-globina e produção de HbF ...................................... 39 

1.3. Histonas deacetilases .......................................................................................................... 43 

1.3.1.  Aspectos gerais e estruturais e o mecanismo de ação das HDACs ............................. 43 

1.3.2.  Estrutura dos inibidores de HDAC ............................................................................... 46 

1.3.4.  Inibidores de HDACs na indução da expressão de gama-globina ............................... 49 

1.4. PROTACs .............................................................................................................................. 50 

1.4.1.  Aspectos gerais e mecanismo de ação ........................................................................ 50 

2. OBJETIVOS .............................................................................................................................. 53 

2.1. Objetivo geral ...................................................................................................................... 53 

2.2. Objetivos específicos .......................................................................................................... 53 

3. PLANEJAMENTO ESTRUTURAL ............................................................................................... 54 

3.1. Inibidores de HDAC ............................................................................................................. 54 

3.2. PROTACs .............................................................................................................................. 56 

4. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................................... 57 

4.1. Reagentes e solventes ........................................................................................................ 57 

4.2. Modelagem molecular ........................................................................................................ 59 

4.3. Metodologia sintética ......................................................................................................... 60 

4.3.1. Inibidores de HDAC ...................................................................................................... 60 

4.3.2. PROTACs ....................................................................................................................... 63 

4.4. Métodos analíticos .............................................................................................................. 68 

4.5. Ensaios biológicos ............................................................................................................... 69 

4.5.1. Ensaio enzimático ......................................................................................................... 69 

4.5.2. Ensaio de degradação .................................................................................................. 69 



 
 

4.5.3. Avaliação da viabilidade celular e número de células viáveis K562 ............................ 70 

4.5.4. Avaliação da expressão de gama-globina em células K562 ......................................... 71 

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................................... 72 

5.1. Modelagem Molecular .................................................................................................... 72 

5.2. Síntese dos inibidores de HDAC .......................................................................................... 77 

5.3. Inibição enzimática ........................................................................................................... 100 

5.4.  Avaliação da viabilidade celular e números de células viáveis, e indução de gama-globina 

pelos inibidores de HDAC em K562 ......................................................................................... 105 

5.5. Síntese das PROTACs......................................................................................................... 109 

5.6. Ensaio de degradação de HDACs 1-3 ................................................................................ 173 

6. CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 181 

7. REFERÊNCIAS ........................................................................................................................ 182 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



31 
 

1. INTRODUÇÃO 

1.1 Anemia falciforme  

1.1.1. Aspectos gerais 

A hemoglobina (Hb) é uma proteína tetramérica formada por quatro cadeias globínicas e 

associada com um cofator heme, o qual tem como função o transporte de oxigênio. As diversas 

combinações de cadeias globínicas encontradas na Hb resultam nos diferentes tipos de tetrâmero 

que são produzidos durante três diferentes estágios de vida do ser humano: embrionário, fetal e 

adulto. A hemoglobina embrionária são três: Gower I (duas cadeias zeta (ζ) e duas cadeias épsilon 

(ε)), Gower II (duas cadeias alfa (α), e duas cadeias ε) e a Portland (duas cadeias ζ e duas cadeias 

gama (γ)), tendo sua atuação nos estágios iniciais da gestação. A hemoglobina fetal, ou HbF, 

apresenta duas cadeias globínicas α e duas cadeias γ, tem sua produção iniciada nos primeiros 

meses de gestação e é produzida majoritariamente até a troca de hemoglobinas que ocorre entre 

seis meses e um ano após o nascimento, quando a hemoglobina predominante passa a ser a 

hemoglobina adulta (HbA). A HbA apresenta duas cadeias globínicas α e duas cadeias beta (β). 

Uma simples troca de nucleotídeos no gene que codifica a cadeia globínica β da HbA pode resultar 

na formação de uma cadeia globínica e hemoglobina alteradas, as quais serão as responsáveis 

pela fisiopatologia e sintomas que caracterizam a hemoglobinopatia mais prevalente no mundo, 

denominada de anemia falciforme (AF). 

 

1.1.2. Fisiopatologia 

A AF foi descrita pela primeira vez pelo médico James Herrick em 1910 e é uma das primeiras 

doenças genéticas entendidas molecularmente (PAULING et al., 1949). É caracterizada como uma 

hemoglobinopatia causada por uma mutação no gene que codifica a cadeia β da HbA. Como 

demonstrado na Figura 1, o sexto códon do gene da globina β normal é composto por guanina-

adenina-guanina (GAG) e é responsável por codificar um ácido glutâmico (INGRAM, 1956; KATO 

et al., 2018). Esse aminoácido está posicionado na região superficial da globina e, em pH 

fisiológico, sua subunidade ácido carboxílico apresenta-se desprotonada e causa repulsão ao se 

aproximar de outras cadeias globínicas, mantendo assim a hemoglobina “solúvel” no interior da 



32 
 

hemácia. Na AF, há uma mutação que resulta na troca da adenina por uma timina, gerando o 

códon GTG, o qual codifica uma valina.  A valina é um aminoácido hidrofóbico e que não apresenta 

carga, sendo assim, em ambientes de baixa tensão de oxigênio será capaz de interagir com outros 

aminoácidos como alanina, fenilalanina e leucina de outras cadeias globínicas, resultando na 

aproximação das hemoglobinas e consequente polimerização das mesmas (VEKILOV, 2007) 

(Figura 1). Quando essa mutação ocorre em apenas uma das fitas de DNA denomina-se traço 

falciforme e quando ocorre em ambas as fitas se denomina AF (Figura 1). A hemoglobina mutada 

presente nos pacientes falciformes apresenta duas cadeias α e duas cadeias mutadas chamadas 

βS e é denominada de HbS (sickle hemoglobin). 

 
Figura 1.  Esquema de representação da hemoglobina normal e das hemoglobinas geradas a partir da 

mutação do gene da globina β  

Fonte: Criado com BioRender.com 



33 
 

Quando em seu estado oxigenado (estado relaxado ou estado R), a HbS se mantém solúvel 

dentro da hemácia. Em ambientes de baixa tensão de oxigênio, a hemoglobina adota a sua 

conformação desoxigenada (estado tenso ou estado T) e polimeriza-se formando fibras 

helicoidais de 14 filamentos organizados em fita dupla que são estabilizadas por interações 

secundárias com outras moléculas de HbS (HARRINGTON et al., 1997) (Figura 2). Diminuição de 

pH, concentrações elevadas de HbS, baixas temperaturas e presença de hemoglobinas normais 

também influenciam nas taxas de polimerização da HbS. Essas fibras forçam a mudança de 

formato da hemácia, alterando suas propriedades mecânicas e reológicas de forma significativa 

(BRIEHL, 1983; FRENETTE; ATWEH, 2007) e dando à hemácia a forma de foice (Figura 2). 

 

Figura 2. Representação da polimerização da HbS e modificações da forma da hemácia. (A) Representação 

da fita dupla de HbS encontrada no cristal, onde a valina da cadeia β apresenta cor azul e é possível 

identificar as interações desse aminoácido com as cadeias adjacentes; (B) Crescimento da fibra de 

hemoglobinas e a alteração causada na membrana da hemácia; (C) Imagem de lâmina de esfregaço 

sanguíneo de um paciente falciforme destacando-se a hemácia falciforme. 

Fonte: (A) Imagem retirada de (HARRINGTON et al., 1997); (B) Imagem retirada e adaptada de 

(FRENETTE; ATWEH, 2007) 

Devido às alterações na membrana da hemácia, as taxas de hemólise intra- e extra-vascular 

aumentam, o que é responsável pela diminuição da vida da hemácia em até 75% (KATO et al., 

2018; QUINN et al., 2016). A hemólise tem como consequência a liberação do conteúdo 

intracelular, dentre os quais destacam-se a hemoglobina, enzima L-arginase e dimetilarginina 

assimétrica (ADMA).  A enzima L-arginase converte arginina em ornitina e uréia, e reduz a 



34 
 

concentração plasmática de arginina que atua como substrato da enzima óxido nítrico sintase 

(NOS) para produção de óxido nítrico (NO), enquanto a ADMA atua como inibidor de NOS. Esses 

fatores fazem com que a NOS não altere sua conformação, o que seria essencial para síntese de 

NO, e comece a produzir espécies reativas de oxigênio (ROS). Além disso, as moléculas de 

hemoglobinas livres são capazes de sequestrar o NO circulante, diminuindo assim a 

biodisponibilidade do mesmo (KATO et al., 2017; ZENNADI et al., 2008). A baixa disponibilidade 

de NO resulta em um processo denominado disfunção vascular e efeitos como a ativação de 

células endoteliais, ativação de plaquetas e vasoconstrição (KATO et al., 2017).  

A ativação das células endoteliais na AF ocorre devido à interação das hemácias falciformes, 

hemoglobina e grupo heme livres com o endotélio,  e também devido à hipoxia que é induzida 

pela maior concentração de ROS (HEBBEL, 1997, 2008). Além disso, as baixas taxas de NO induzem 

o aumento da produção de endotelina-1 e da expressão de moléculas de adesão, como VCAM1, 

ICAM1, P-selectina, E-selectina, entre outras, resultando no aumento da adesão dos eritrócitos e 

leucócitos (INCALZA et al., 2018; STORCH et al., 2017).  Os eritrócitos falciformes apresentam uma 

taxa de adesão celular aumentada quando comparada aos eritrócitos normais devido a um 

aumento da expressão de moléculas de adesão em sua superfície (HEBBEL, 2008). 

Destaca-se ainda na doença o processo inflamatório crônico, com aumento dos níveis de 

diversas citocinas pró-inflamatórias como, por exemplo, o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) 

e as interleucinas (IL) IL-1β e IL-6 (MALAVÉ et al., 1993; OWUSU-ANSAH et al., 2015). O TNF- α 

aumenta as propriedades quimiotáticas, induz mudanças nas propriedades coagulantes e 

anticoagulantes, aumenta a aderência de neutrófilos ao endotélio vascular, e contribui para o 

aumento das moléculas de adesão (ICAM, VCAM). Estimula ainda, a produção de radicais livres e 

a síntese de outros mediadores inflamatórios como IL-1 β e PGE2 (LANARO et al., 2009; MALAVÉ 

et al., 1993).   

A Figura 3 apresenta uma representação da formação do agregado heterocelular formado 

entre eritrócito falciforme, plaquetas ativadas e neutrófilos. Esse agregado é responsável pelo 

processo de vaso-oclusão que causa as crises vaso-oclusivas dolorosas em pacientes falciformes, 

e representa a manifestação clínica mais frequente da doença. A vaso-oclusão resulta em infarto 



35 
 

de pequenos e médios vasos que irão gerar dores crônicas, infarto e lesão de órgãos e tecidos, e 

aumento da morbidade e mortalidade dos pacientes. Dentre as complicações agudas e crônicas 

do indivíduo pode-se destacar as dores crônicas, hipertensão pulmonar, anemia hemolítica, 

priapismo, infarto do baço, da medula óssea e da retina, crise torácica aguda, entre outros (KATO 

et al., 2007).  

 

Figura 3. Processo de vaso-oclusão e exemplos das principais complicações encontradas em pacientes 

falciformes  

Fonte: Criado com BioRender.com 

Estima-se que mundialmente nasçam cerca de 5.476.407 crianças com o traço falciforme e 

312.302 com a AF por ano. Aproximadamente 75% dos nascidos com AF são da região da África 

Subsaariana, enquanto que nos EUA a taxa é de 3 mil nascimentos e no Reino Unido cerca de 300 

nascimentos por ano (CHAKRAVORTY; WILLIAMS, 2015; PIEL et al., 2013). No Brasil, dados do 

ministério da saúde de 2016 apontaram o nascimento de 1071 indivíduos com doença falciforme, 

e em 2020 60.094 casos de pacientes heterozigotos e 964 casos de doença falciforme. Os custos 

diretos e indiretos relacionados à AF no Brasil foram estimados em 1,5 bilhão de reais em 2018 

(PINTO et al., 2020).  



36 
 

Em relação às taxas de mortalidade, foram registrados no Brasil 6.813 óbitos de pacientes 

falciformes entre 1997 e 2017. A região sudeste compreendeu 48,39% desse número, seguida das 

regiões Nordeste (31,92%), Centro-Oeste (10,3%), Norte (4,96%) e Sul (4,39%). Como 

demonstrado na Figura 4, dentre os anos 2001 e 2014 houve tendência de aumento na incidência 

de mortes, enquanto a partir de 2015 o gráfico mostra um declínio. A tendência de aumento em 

anos anteriores à 2015 pode ser explicada devido à subnotificação ocorrida devido à dificuldade 

de diagnóstico e/ou falta de registros hospitalares. O programa nacional de triagem neonatal 

(PNTN) no Brasil teve início em 2001, e a evolução crescente dos óbitos mostrados na Figura 4 

seguiu o aumento da cobertura do programa. Em relação às regiões brasileiras, todas seguiram a 

mesma tendência nacional, com exceção do centro-oeste onde se visualiza uma maior variação 

dentre os anos (MOTA et al., 2022).  

 

Figura 4. Curvas de tendência de incidência de morte de pacientes falciformes no Brasil (A) e em relação 

às regiões do país (B).  

Fonte: Imagens retiradas e adaptadas de (MOTA et al., 2022). 

A faixa etária entre 15 e 34 anos foi a mais predominante dentro os óbitos registrados, dado 

que reflete a baixa expectativa de vida de pacientes falciformes no Brasil (MOTA et al., 2022). Nos 

EUA, por exemplo, a expectativa de vida de um paciente falciforme é de cerca de 54 anos, 

enquanto de um indivíduo sadio chega a 75 anos (LUBECK et al., 2019) 



37 
 

1.1.3. Tratamento 

Atualmente, existem 4 fármacos aprovados pelo FDA para o tratamento da AF, sendo eles: 

hidroxiureia (HU), L-glutamina, voxelotor e crizanlizumab (PAVAN; DOS SANTOS, 2021).  

A HU (Figura 5) foi o primeiro fármaco aprovado para o tratamento da AF pelo FDA (1998) e 

Europa (2007). O principal mecanismo de ação da HU aplicado à AF é através da indução da 

expressão da γ-globina e aumento da produção de HbF através da ativação da enzima guanilato 

ciclase solúvel (sGC)  (COKIC et al., 2003). É proposto que o mecanismo de ativação da sGC seja 

através da reação da HU com a enzima, resultando no aumento dos níveis de cGMP e indução de 

γ-globina (COKIC et al., 2008; COKIC, V. P. et al., 2003). Além disso, a HU também atua através da 

doação de óxido nítrico por ser capaz de reagir com a hemoglobina (HUANG et al., 2002), 

peroxidase (HUANG et al., 2002) e enzimas catalase (HUANG et al., 2004). Apesar desses efeitos 

benéficos,  a HU apresenta sérios efeitos adversos como a mielossupressão e efeito genotóxico 

em tratamentos a longo prazo (NAHAVANDI et al., 2000). 

A L-glutamina (Figura 5) foi o segundo fármaco a ser aprovado pelo FDA (2017) para o 

tratamento da AF. Foi demonstrado que pacientes tratados com L-glutamina apresentaram 

redução nas taxas de hospitalização e da frequência de crises dolorosas. Esse aminoácido é 

substrato para a síntese de glutationa, NAD(H) e NADP(H), e óxido nítrico, sendo então essencial 

para o mecanismo antioxidante do eritrócito (SADAF; QUINN, 2020). Quatro ensaios clínicos 

foram realizados utilizando-se a L-glutamina em pacientes falciformes: o primeiro contou com 

uma amostra pequena de 7 pacientes, mas foi capaz de demonstrar que a suplementação com 

30g de L-glutamina administrada diariamente aumentou o potencial redox (47.2 ± 3.7% to 62.1 ± 

11.8%) e os níveis de NADH nos eritrócitos falciformes (47.5 ± 6.3 to 72.1 ± 15.1 nmol/mL) 

(NIIHARA et al., 1998); o segundo estudo foi realizado com vinte e sete crianças e adolescentes 

utilizando 600mg/kg por dia de L-glutamina por 24 semanas, apresentando redução de 6% no 

gasto energético em repouso e aumento dos parâmetros nutricionais (WILLIAMS et al., 2004); 

num estudo de fase II randomizado, duplo-cego, com controle de placebo e multicêntrico 

conduzido com doses de L-glutamina de 0.3 g/kg duas vezes ao dia por 48 semanas resultou numa 

redução de 40% da frequência de hospitalização e mais de 50% de redução de crises dolorosas 



38 
 

(NIIHARA, 2014); o último estudo, de fase III, multicêntrico, randomizado e duplo-cego com 230 

pacientes e mesmo regime de dose do estudo anterior, mostrou novamente redução da 

frequência de hospitalização e de crises dolorosas, o que levou então a aprovação da L-glutamina 

(NIIHARA et al., 2018).  

O voxelotor (Figura 5) é um fármaco oral aprovado pelo FDA em 2019. Seu mecanismo de 

ação é através de sua reação com a amina terminal das cadeias α da HbS formando uma ligação 

covalente reversível e aumentando a estabilidade da HbS em sua forma oxigenada. O tratamento 

in vitro da HbS com voxelotor foi capaz de atrasar o processo de polimerização (DUFU et al., 2018). 

Estudo in vitro e in vivo foram capazes de demonstrar que voxelotor apresenta alta especificidade 

pela cadeia α da HbS e necessita apenas de uma dose diária, o que aumentaria a aceitação dos 

pacientes ao tratamento (HUTCHALEELAHA et al., 2019). Em estudos clínicos de fase 1/2, 16 

pacientes tratados com 700 ou 900 mg de voxelotor por 90 dias apresentaram níveis aumentados 

de Hb, redução da falcização das hemácias e da taxa de hemólise (HOWARD et al., 2019). 

Pacientes que apresentavam sintomas graves da doença foram tratados com 900 mg de volexotor 

por 6-17 meses e foi possível visualizar níveis aumentados de Hb e da saturação de oxigênio, o 

que diminuiu as taxas de hospitalização devido às crises vaso-oclusivas. Os pacientes não 

apresentaram efeitos adversos (BLYDEN et al., 2018). Resultados similares foram observados em 

ensaio clínico de fase 3 com doses de 900 e 1500 mg (NCT03036813). 

O último fármaco aprovado pelo FDA foi o crizanlizumabe, um anticorpo monoclonal 

humanizado, responsável por se ligar à P-selectina e bloquear sua interação com a glicoproteína-

1, diminuindo assim a adesão celular e o processo vaso-oclusivo. Em um estudo clínico de fase 2, 

doses de 5 mg/kg de crizanlizumabe foram capazes de reduzir em até 45,3% a taxa média de 

crises dolorosas após 52 semanas de tratamento (ATAGA et al., 2017). Foi também demonstrado 

que que o tratamento com crizanlizumabe foi capaz de atrasar o tempo da primeira crise vaso-

oclusiva, passando de 1,38 meses no grupo placebo para 4,07 meses no grupo tratado (KUTLAR 

et al., 2019). Crizanlizumabe foi aprovado em 2019 com o objetivo de reduzir as crises vaso-

oclusivas em pacientes adultos e pediátricos maiores de 16 anos (BLAIR, 2020). 



39 
 

No cenário brasileiro, a HU é o único fármaco que faz parte das diretrizes do SUS para o 

tratamento da AF. O voxelotor e L-glutamina ainda não estão registrados na ANVISA e o 

crizanlizumabe obteve registro em 2020, porém ainda não foi incluído nas diretrizes (CONITEC, 

2022). 

 

Figura 5. Estrutura química dos fármacos hidroxiureia, L-glutamina e voxelotor 

Fonte: Própria autora 

1.2. Estratégias para o desenvolvimento de novos fármacos 

1.2.1.  Indução de expressão de gama-globina e produção de HbF 

Devido ao caráter genético da AF, as estratégias para o tratamento farmacológico da doença 

se baseiam no controle e minimização dos sintomas. No Brasil, por exemplo, a terapia 

preconizada nas diretrizes do SUS engloba a HU como fármaco para prevenir crises e 

complicações da doença por ser capaz de induzir a produção de HbF e, assim, diminuir as taxas 

de hemólise, de expressão de moléculas de adesão e aumentar as taxas de hemoglobina. Utiliza-

se também antibióticos como a penicilina para profilaxia de infecções, e analgésicos e anti-

inflamatórios como adjuvantes (PCDT, 2018). 

Na literatura existem diversas abordagens sendo estudadas para o tratamento da AF, como 

estudo de compostos antioxidantes (DO NASCIMENTO et al., 2013; FIBACH et al., 2012) e 

doadores de óxido nítrico (ABID et al., 2018; CANALLI et al., 2008) com foco no controle da 

disfunção endotelial; compostos que são capazes de diminuir a desidratação do eritrócito 

ajudando no controle da polimerização da HbS (ABU-SALAH; GAMBO, 2002; BRUGNARA et al., 

1996); ligantes covalentes  (ABDULMALIK et al., 2020) e não covalentes (GOPALSAMY et al., 2021) 

de hemoglobina para inibição da polimerização e compostos capazes de induzir a expressão de γ-

globina e produção de HbF (PAVAN et al., 2022), sendo esta última a mais estudada. 



40 
 

Um dos fatores que influencia na polimerização da HbS é sua concentração dentro da 

hemácia. Sendo assim, quando os níveis de HbF estão aumentados, a taxa de polimerização é 

reduzida, pois a HbF não é capaz de polimerizar (EATON, 2020). Esses resultados já foram 

visualizados em pacientes falciformes que naturalmente expressavam níveis aumentados de γ-

globina e níveis maiores de HbF. Esse fator inclusive é determinante na gravidade dos sintomas 

dos pacientes, ou seja, pacientes que apresentam níveis aumentados de HbF apresentam 

sintomas menos severos da doença (PLATT et al., 1994; REES et al., 2022).  

Como descrito anteriormente, a HbF é produzida dentre os meses iniciais de gestação até os 

primeiros meses pós nascimento (Figura 6) e seu mecanismo de regulação tem sido 

extensivamente estudado.  

 

Figura 6. Síntese de globinas durante a gestação e desenvolvimento do neonato 

Fonte: Figura retirada e adaptada de (SANKARAN; ORKIN, 2013) 

Um dos motivos que explica a diminuição da expressão da γ-globina é o silenciamento do 

gene dessa globina presente no locus da globina β. A Figura 7 apresenta um resumo dos fatores 

de transcrição, complexos e enzimas epigenéticas que atuam na regulação da expressão desse 

gene os quais tem sido explorado como alvos para o desenvolvimento de novos fármacos. 



41 
 

 

Figura 7. Papel dos fatores de transcrição e das HDACs na regulação da expressão de γ-globina (KLF1 - 

Kruppel Like Factor 1; BCL11A - B cell lymphoma/leukemia 11A; FOG-1- Friend of GATA-1; HDAC – Histona 

deacetilase. 

Fonte: Figura retirada e adaptada de (SANKARAN; WEISS, 2015). 

Dentre as enzimas epigenéticas envolvidas nesse processo de silenciamento destacam-se a 

DNA metil transferase (DNMT) que atua diretamente no DNA, e a lisina demetilase 1 (LSD1), e as 

histonas deacetilases 1 e 2 (HDAC1 e HDAC2) que atuam nos nucleossomos. 

Tem sido descrito que sequências CpG do DNA em tecidos eritropoiéticos são metiladas na 

região do gene da γ-globina, sugerindo que a metilação do DNA é um dos reguladores 

epigenéticos da expressão desse gene (VAN DER PLOEG; FLAVELL, 1980). Baseado nessa 

informação, o uso de moléculas capazes de incorporar no DNA e evitar a metilação, como a 5-

azacitidina (5-azaC) (Figura 8), se tornou uma abordagem interessante. A 5-azaC é um agente 

hipometilante capaz de se ligar covalentemente à DNMT, evitando a metilação do DNA e, 

consequentemente, o silenciamento gênico. O primeiro estudo in vivo realizado com essa 

molécula foi realizado com 13 babuínos anêmicos utilizando-se diferentes regimes posológicos. 

Os resultados iniciais demonstraram que a 5-azaC foi capaz de aumentar a produção de HbF e o 

número de células F (células que contém HbF), alcançando as maiores taxas entre os dias 5 e 7 

após a descontinuação do tratamento. Em contrapartida, o número de leucócitos reduziu pela 

metade, mostrando também o efeito citotóxico desse composto (DESIMONE et al., 1982). Ensaios 

clínicos foram também realizados com a 5-azaC demonstrando seu potencial em induzir a 



42 
 

expressão de γ-globina e HbF, porém essa molécula demonstrou ser carcinogênica tornando 

inviável a continuação do seu estudo para aplicação na AF (CARR et al., 1984, 1988). 

A decitabina (Figura 8) é análoga à 5-azaC, porém aparentemente não apresenta os mesmos 

efeitos deletérios quando administrada em baixas doses. Em estudos clínicos de fase 1/2 com 8 

pacientes falciformes não-responsivos à HU onde as taxas de γ-globina aumentaram de 3,19% 

para 13,66%, os níveis de HbF subiram de 3,55% para 13,45% e a porcentagem de células F subiu 

de 21% para 55% (KOSHY et al., 2000). Resultados similares foram encontrados em outros 

estudos, porém a decitabina tem como inconveniente a necessidade de sua administração ser 

realizada por via endovenosa ou subcutânea, o que diminui a taxa de aceitação dos pacientes 

(DESIMONE et al., 2002; SAUNTHARARAJAH et al., 2003). Já foram também realizados 

aprimoramentos na estrutura da decitabina de forma que sua utilização em forma de sal fosse 

utilizada (LAVELLE et al., 2007). 

A LSD-1 é uma enzima epigenética responsável pela remoção dos grupamentos metila do 

lisinas mono- e di-metiladas (H3K4), resultando no silenciamento gênico (SHI et al., 2004). Em um 

estudo conduzido por Shi e colaboradores foi demonstrado que durante a diferenciação celular 

de células CD34+, a LSD-1 se liga ao promotor das globinas ε-, β- e γ. Com o tratamento dessas 

células utilizando-se inibidores de LSD-1 como tranilcipromina (TCP – IC50 2 µM) (Figura 8), houve 

um aumento significativo da taxa de metilação da lisina 4 da histona 3 (H3K4) do promotor do 

gene da γ-globina, indução da expressão da γ-globina em 9,4 vezes e aumento de 4,6% da 

produção de HbF. Para comprovação dos dados obtidos foi realizado o knockdown da LSD-1, com 

o qual obteve resultados semelhantes, comprovando a atuação da LSD-1 no silenciamento da γ-

globina (SHI et al., 2013).  

As HDACs são as enzimas epigenéticas mais estudadas e descritas na literatura. Seu 

mecanismo de controle epigenético é bem estabelecido e, portanto, sua utilização como alvo 

para o desenvolvimento de novos fármacos para doenças como câncer, HIV e AF, por exemplo, é 

vasta. Sendo as HDACs o alvo escolhido para o desenvolvimento deste trabalho, sua estrutura, 

mecanismo de ação e aplicação para AF serão descritas no tópico a seguir.  



43 
 

 

Figura 8. Estrutura química dos inibidores de LSD-1 e DNMT 

Fonte: Própria autora 

1.3. Histonas deacetilases 

1.3.1.  Aspectos gerais e estruturais e o mecanismo de ação das HDACs 

A transcrição em células eucarióticas é influenciada pela forma como o material genético se 

organiza. Em estado de repouso, o DNA está altamente compactado na cromatina a fim de evitar 

o acesso ao material genético por fatores de transcrição.  A subunidade fundamental da 

cromatina é o nucleossomo, um octâmero constituído por 4 tipos diferentes de histonas (H3/H4 

e H2A/H2B) envolvidos por 146 pares de base do DNA (Figura 9). Durante a transcrição gênica, 

modificações no nucleossomo como, por exemplo, acetilação de histonas,  favorecem a ligação 

de proteínas e fatores de transcrição ao DNA (LUGER et al., 1998).  

A acetilação e deacetilação de resíduos de lisina em histonas são modificações pós-

translacionais cruciais para regulação epigenética (KOUZARIDES, 2007). Os efeitos opostos das 

enzimas histona acetiltransferase (HAT) e HDAC mantêm o controle do processo de transcrição. 

A HAT é responsável por transferir grupos acetil à amina  do resíduo de lisina em histonas 

neutralizando a carga desse aminoácido. Com a neutralização da carga, a interação da cauda da 

histona com o DNA é diminuída, o que resulta no relaxamento da cromatina e, 

consequentemente, na indução da transcrição gênica. Já a HDAC é responsável pela remoção dos 

grupamentos acetil introduzidos pela HAT, restaurando a carga do aminoácido e a interação da 

cauda com o DNA. Como consequência, a cromatina volta a se condensar e resulta no 

silenciamento gênico da região (Figura 9) (BOLDEN et al., 2006; THIAGALINGAM et al., 2003).  



44 
 

 

Figura 9. Mecanismo de atuação das HDACs A) Estrutura do nucleossomo; B) Mecanismo da acetilação de 

histonas mantendo a estrutura da cromatina condensada, impedindo por exemplo, o acesso ao DNA pelos 

fatores de transcrição. 

Fonte: Figura adaptada de (JOHNSTONE, 2002). 

Em humanos são descritas 18 isoformas de HDAC, divididas em 4 classes principais 

(JOHNSTONE, 2002). A classe I é constituída pelas HDACs 1, 2, 3 e 8; a classe II é constituída pelas 

HDACs 4, 5, 6, 7, 9 e 10; a classe III inclui as SirT 1-7 e a classe IV apresenta HDAC 11. As HDAC 

pertencentes às classes I, II e IV são enzimas zinco dependentes, enquanto a HDACs da classe III 

são NAD+ dependentes (BOLDEN et al., 2006).  

     Como será discutido em tópico adiante, as HDACs de Classe I estão relacionadas com a 

aplicação desse alvo para o tratamento da AF, sendo assim, apenas os aspectos estruturais desta 

classe serão discutidos aqui. Os aspectos estruturais das outras classes podem ser encontrados 

em diversos artigos científicos disponíveis na literatura (BIELIAUSKAS et al., 2008; BUTLER; 

KOZIKOWSKI, 2008; DI MICCO et al., 2013; ESTIU et al., 2008).  

O sítio ativo das HDACs Classe I apresenta regiões bem definidas. A análise por cristalografia 

de raios-X para HDAC de Classe I mostra a presença de uma cavidade interna de 14 Å abaixo do 

canal de hidrofóbico de 11 Å, próximo ao sítio ativo contendo o átomo de zinco (WANG et al., 



45 
 

2004). HDACs de classe I apresentam ainda uma carbonila de um resíduo glicina e a cadeia lateral 

da tirosina no canal hidrofóbico de 11 Å. Para HDAC-1, verifica-se a Gly-149 e Tyr-303; para HDAC-

2, Gly-154 e Tyr-308; para HDAC-3, Gly-143 e Tyr-298 e para HDAC-8, Gly-151 e Tyr-306 (DI MICCO 

et al., 2013). As diferenças estruturais entre HDAC-1 e HDAC-2 são pequenas. Entre elas foi 

relatado 93% de similaridade na sequência de aminoácidos, conferindo formatos similares em 

todas as regiões da proteína (Figura 10). Entretanto, substituições na Met-233, Pro-361 e Met-

364 na HDAC-2 por Leu-228, Asn-356 e Leu-359 em HDAC-1 conferem menor acesso das 

moléculas ao sítio catalítico de HDAC-1 comparado com HDAC-2 (Figura 10).  

 

Figura 10. Estrutura do sítio ativo das HDACs Classe I A) Sobreposição HDAC-1 (azul claro), HDAC-2 (ciano), 

HDAC-3 (amarelo) e HDAC-8 (azul escuro) destacando a presença do átomo de zinco central presente no 

sítio catalítico. B) Visão superior do canal hidrofóbico de 11 Å da HDAC-1 e C) da HDAC-2. O painel B e C 

mostras as pequenas diferenças entre HDAC-1 e HDAC-2.  

Fonte: Figuras retiradas e adaptadas de (DI MICCO et al., 2013). 

Já para HDAC-3 e HDAC-8, também pertencentes a classe I, diferenças menos sutis são 

observadas. No sítio ativo dessas duas HDACs são visualizados aminoácidos volumosos na região 

da cavidade de 14 Å. Como apresentado nas Figuras 11 e 12, na HDAC-3 um resíduo de tirosina 

substitui a serina da HDAC-2, forçando o resíduo de leucina para o centro da cavidade, resultando 

em impedimento estérico (Figura 11). No caso da HDAC-8, um triptofano substitui a leucina, 

também resultando em impedimento estérico (Figura 12) (DI MICCO et al., 2013). Tais diferenças 



46 
 

estruturais auxiliam e possibilitam o desenvolvimento de moléculas com melhor perfil de 

seletividade durante o planejamento de inibidores de HDAC de classe I.  

 

Figura 11. Sobreposição HDAC 2 (rosa) e 3 (dourado). 

Fonte: Própria autora 

 

Figura 12. Sobreposição das HDACs 2 (rosa), 3 (dourado) e 8 (azul). 

Fonte: Própria autora 

1.3.2.  Estrutura dos inibidores de HDAC 

Moléculas como fenilbutirato sódico são descritos como sendo capazes de aumentar em 

humanos os níveis de HbF devido inibição de HDAC (Tabela 1) (DOVER et al., 1994). Em estudos 

clínicos, o derivado dimetilbutirato (HQK-1001) aumentou HbF em cerca de 80% dos voluntários 

(KUTLAR et al., 2013). Entretanto, alta variabilidade nas respostas clinicas ainda são observadas, 



47 
 

e a terapia usando ‘pulsos’ de butiratos (doses menores e mais frequentes) parecem ser mais 

efetivas que doses únicas diárias (REID et al., 2014). 

O uso de inibidores de HDAC não seletivos pode levar ao bloqueio do ciclo celular e a efeitos 

adversos graves, entretanto, foi demonstrado que a inibição seletiva (HDAC-1 e HDAC-2) aumenta 

expressão de gama-globina sem causar alteração no ciclo e proliferação celular (ESRICK et al., 

2015). Os derivados 2-amino-benzamidas (CI-994, MS-275 e MGCD0103) (Tabela 1) 

demonstraram efeito inibitório seletivos às HDAC-1 e 2, sem efeitos nas HDAC 4-9. Interessantes 

artigos discutindo as bases estruturais para seletividade entre os diversos subtipos de HDAC têm 

sido publicados (BUTLER; KOZIKOWSKI, 2008; DI MICCO et al., 2013; ESTIU et al., 2008; ITOH et 

al., 2008).  

Tabela 1. Inibição de HDAC 1-9 pelos compostos CI-994, MS-275 e MGCD-0103 em μM (BRADNER et 
al., 2010). 

Moléculas 
HDAC-1 

(IC50) 
HDAC-2 

(IC50) 
HDAC-3 

(IC50) 
HDAC 4 –9 

(IC50) 

CI-994  

0.1 0.42 1.2 > 10 

 

MS-275 

0.02 0.06 0.5 > 10 

 

MGCD-0103 

0.04 0.15 0.8 > 10 

 

Fenilbutirato 

92 108 904 
>1000 (HDAC-
4,5, 7 e 9) 

 

Do ponto de vista estrutural, tem sido verificado que compostos apresentando o grupo 2-

amino-benzamida como ligante do metal zinco presente no sitio catalítico apresentam maior 



48 
 

seletividade às HDAC de classe I, principalmente HDAC-1 e HDAC-2 devido a melhores interações 

na cavidade interna de 11 Å presente no sitio ativo (Tabela 1) (HAMBLETT et al., 2007; METHOT 

et al., 2008; SAITO et al., 1999). Além do grupamento quelante de zinco (MORADEI et al., 2007; 

SHEARSTONE et al., 2016) demonstrou-se que subunidades específicas adicionadas à posição 4 

do grupo 2-amino-benzamida proporcionam um aumento na seletividade frente às HDACs 1 e 2, 

devido à ocupação da cavidade interna de 14 Å presente no sítio ativo dessas enzimas (MORADEI 

et al., 2007; SHEARSTONE et al., 2016; WAGNER et al., 2013, 2016) . A Tabela 2 apresenta as 

moléculas (I) análoga do CI-994, a molécula (II) análoga do MS-275, BRD4884 (WAGNER et al., 

2015) e ACY-957, e seus respectivos IC50. 

Tabela 2. Inibição de HDAC 1-9 pelos compostos (I), (II), BRD4884 e ACY-957 em μM. 

Moléculas 
HDAC-1 
(IC50) 

HDAC-2 
(IC50) 

HDAC-3 
(IC50) 

HDAC 3 –8 
(IC50) 

(I) 

0.02 0.1 - > 20 

 

(II) 

0.04 0.1  > 20 

   BRD4884  

0.029 0.062 1.09 - 

 ACY-957 

0.007 0.018 1.3 
>20 (HDAC-

4,5, 7 e 9) 

 

Através da Tabela 2, é possível observar um aumento significativo tanto na atividade inibitória 

quanto na seletividade das moléculas que são capazes de ocupar a cavidade interna do sítio ativo, 

principalmente quando se analisa a molécula BRD4884 e ACY-957. De maneira geral, os inibidores 

de HDAC compartilham algumas características estruturais como, por exemplo: a) presença de 



49 
 

um grupo ligante responsável pela coordenação com o átomo de zinco do sítio catalítico; b) cadeia 

hidrofóbica responsável por ocupar uma longa e estreita cadeia em forma tubular; c) presença de 

um grupo de reconhecimento superficial responsável por reconhecer e interagir com os resíduos 

de aminoácidos presentes na ‘entrada’ do sitio ativo das HDACs (CAI et al., 2015) e, por fim, d) 

subunidade responsável por ocupar a cavidade interna. 

1.3.4.  Inibidores de HDACs na indução da expressão de gama-globina 

Em 2010, Bradner e colaboradores desenvolveram um sistema de high-throughput screening 

que seria capaz de detectar a expressão de sete diferentes tipos de mRNA de globinas em células 

CD34+ utilizando microesferas fluorescentes. Inicialmente, foi realizado um screening com 

pequenas moléculas que identificaram um grupo de inibidores de HDAC, como os compostos com 

maior capacidade de indução de γ-globina. No estudo subsequente de correlação, foi percebido 

que inibidores de HDAC-1 e HDAC-2, da Classe I, eram os responsáveis pelo silenciamento do gene 

da γ-globina e seriam, então, importantes alvos para a indução da expressão desse gene 

(BRADNER, 2010a). Os compostos CI-994, MS-275 e MGCD-0103 demonstraram correlação entre 

inibição da HDAC e indução de γ-globina. A 1 µM, CI-994 foi capaz de aumentar a razão γ/β mRNA 

em 1,3 vezes, enquanto MGCD-0103 aumentou essa razão em 1.6 vezes e MS-275 em 1.5 vezes, 

O mais potente inibidor de HDAC, MGCD-0103, também demonstrou-se como o mais promissor 

indutor de expressão de γ-globina (BRADNER, 2010). 

A Acetylon Pharmaceuticals desenvolveu e avaliou uma biblioteca de inibidores de HDAC-1 e 

HDAC-2, chegando à estrutura do composto promissor ACY-957 (Tabela 2). Ensaios in vitro 

conduzidos por Shearstone e colaboradores demonstraram que este composto apresentou IC50 

de 7 nM contra HDAC-1 e 18 nM contra HDAC-2 quando avaliado em enzimas isoladas, e IC50 de 

304 nM contra HDAC-2 quando avaliado em CD34+ (SHEARSTONE et al., 2012). Essa molécula foi 

capaz de aumentar o mRNA de γ-globina em 3,5 vezes à 1 µM e aumento o número de células 

positivas para HbF em 2-3 vezes, ao mesmo tempo em que foi capaz de reduzir a expressão dos 

genes das globinas δ e β. Em células oriundas de pacientes falciformes, o ACY-957 aumento a 

expressão da γ-globina de 12 para 58% (SHEARSTONE et al., 2016). Devido ao sucesso do 

tratamento das células CD34+ com este composto, a empresa seguiu os estudos para modelos in 



50 
 

vivo em ratos e macacos. Resultados do segundo modelo mostraram que tratamento com 25 ou 

75 mg/kg do composto diariamente por cindo dias foi capaz de aumentar a expressão da γ-globina 

em até 2,2 e 7,2 vezes, respectivamente (SHEARSTONE et al., 2015). Esses resultados demonstram 

que a utilização de inibidores seletivos de HDAC-1 e HDAC-2 são promissores para o tratamento 

da anemia falciforme via indução de γ-globina. 

Atualmente, têm sido publicados inúmeros papers na literatura discutindo-se a aplicação de 

uma nova tecnologia na área de desenvolvimento de fármacos: a degradação de proteínas (BÉKÉS 

et al., 2022). Na última década tem crescido exponencialmente o interesse por essa tecnologia e 

se tornou um “hot topic” dentro da química medicinal. Nos últimos anos, apenas no PUBMED, 

mais de 1400 artigos foram publicados relacionados ao tema. A degradação de proteínas via 

utilização de Proteolysis Targeting Chimera (PROTACs) tem sido vista como uma solução para os 

obstáculos que existem na utilização de inibidores, como por exemplo o fato de que apenas se é 

possível desenhar inibidores para proteínas que apresentem sítio ativo, ou seja, enzimas, o que 

faz com que proteínas estruturais e fatores de transcrição não estejam no escopo dos alvos 

selecionados para trabalho (SAMARASINGHE; CREWS, 2021). Esse panorama tem sido 

transformado com o desenvolvimento da tecnologia de degradação de proteínas.  

Sendo assim, devido ao crescente interesse por essa abordagem para o desenvolvimento de 

novos fármacos, decidiu-se neste trabalho explorar não apenas o desenvolvimento de novos 

inibidores de HDACs 1 e 2, mas também a aplicação do sistema de PROTACs para a degradação 

das HDACs 1 e 2. Os aspectos gerais e mecanismo de ação das PROTACs serão apresentados e 

discutidos a seguir.  

1.4. PROTACs 

1.4.1.  Aspectos gerais e mecanismo de ação 

De forma geral, PROTACs são moléculas heterobifuncionais capazes de ancorar em uma 

enzima denominada E3-ligase e em uma proteína de interesse, simultaneamente, levando a 

poliubiquitinação e degradação da proteína de interesse. Estruturalmente falando, a PROTAC 

apresenta três componentes estruturais básicos: a) um ligante da proteína de interesse; b) ligante 

de E3 ligase e c) um espaçador. 



51 
 

E3-ligases são enzimas que participam do ciclo catalítico de ubiquitinação de proteínas, as 

quais serão reconhecidas pelo proteosoma e degradadas. O sistema ubiquitina-proteosoma é um 

mecanismo intracelular primário para destruição de proteínas danificadas ou que não são mais 

necessárias (AMM et al., 2014). A Figura 13 apresenta o ciclo de ubiquitinação de proteínas. 

 

Figura 13. Ciclo de ubiquitinação de proteínas 

Fonte: Figura retirada e adaptada de (BURSLEM; CREWS, 2020) 

Na primeira etapa, a molécula livre de ubiquitina é ativada pela enzima E1 através da 

conversão do C-terminal a um tioester. Em seguida, uma reação de transesterificação transfere a 

molécula de ubiquitina da enzima E1 para a enzima E2. Por fim, o complexo E2-E3 vai ser o 

responsável pela transferência da ubiquitina para uma molécula de lisina presente na proteína 

que deverá ser reconhecida pelo proteosoma e degradada (BURSLEM; CREWS, 2020). Existem 

mais de 600 enzimas E3-ligases descritas na literatura, porém apenas duas delas tem sido 

amplamente utilizadas até o momento para utilização no sistema PROTAC: cereblon e a Von 

Hippel-Lindau (VHL) (SAMARASINGHE; CREWS, 2021). Talidomida e derivados são conhecidos 

ligantes de cereblon e tem sido utilizados para o sistema PROTAC, assim como foi desenvolvido 

um ligante de VHL para tal função (BUCKLEY et al., 2012). 



52 
 

O objetivo das PROTACs é utilizar desse sistema celular para o direcionamento da degradação 

para proteínas que sejam de interesse farmacêutico. Por serem capazes de se dissociar dos alvos 

após a ubiquitinação, as PROTACs apresentam um mecanismo de ação catalítico, sendo assim 

tem potencial para ser utilizada em pequenas doses. A Figura 14 apresenta o mecanismo de ação 

das PROTACs.  

 

Figura 14. Mecanismo de ação das PROTACs  

Fonte: Figura retirada de (SUN et al., 2019) 

Como visto na Figura 14, a molécula de PROTAC é capaz de interagir com a E3-ligase e a 

proteína de interesse (POI) simultaneamente, o que resulta na formação de um complexo 

ternário entre E3-ligase e a POI. Sendo assim, a PROTAC é capaz de direcionar a ubiquitinação 

realizada pela E3-ligase para a proteína de interesse do estudo. Após a poliubiquitinação, a 

proteína será reconhecida pelo proteosoma e degradada.  

Já foi descrito na literatura a síntese e avaliação de PROTACs baseadas na estrutura do CI-994. 

Talidomida e VHL foram utilizados como ligantes de E3-ligase. A fusão das duas subunidades foi 

realizada utilizando-se espaçadores contendo uma cadeia alifática de 6 e 12 carbonos. Nesse 

trabalho, as PROTACs apresentaram valores de IC50 de 16,8 e 0,8 μM contra o complexo LSD1-

CoREST-HDAC1, sendo que os maiores valores de IC50 resultantes dos espaçadores mais longos. 

Curiosamente, o ensaio celular para quantificação de acetilação da lisina H3K56 demonstrou que 

os compostos com maiores valores de IC50 apresentaram os maiores níveis de acetilação, o que 

pode ser explicado pelo fato desses compostos apresentarem cadeias alifáticas mais longas, 

sendo assim, provavelmente melhor perfil de permeabilidade. O mesmo perfil de resultado foi 



53 

visualizado em relação à degradação das HDAC 1-3, sendo o composto com espaçador mais longo 

o mais promissor em relação à degradação das enzimas (SMALLEY et al., 2020). A Figura 15

apresenta a estrutura química das PROTACs 1-4 e o resultado obtido em relação à degradação 

das HDACs 1-3. 

Figura 15. Estrutura das PROTACs 1-4 e Western blot da avaliação da degradação das HDACs 1-3. 

Fonte: Figura retirada e adaptada de (SMALLEY et al., 2020) 

Verheul e colaboradores publicaram uma interessante revisão demonstrando que a regulação 

epigenética da HbF envolve uma série de alvos enzimáticos que podem ser utilizadas como alvo 

para degradação via PROTAC. Porém, até o momento, ainda não existe na literatura nenhum 

trabalho sobre a investigação da indução de expressão de γ-globina  da degradação de HDACs 

através da utilização de PROTACs (THIJS et al., 2020).  



181 
 

6. CONCLUSÃO 

Neste trabalho foram planejados, sintetizados e caracterizados novos inibidores seletivos 

contra HDAC-1 e 2 além das PROTACs inéditas para degradação das mesmas enzimas, com o 

objetivo de avaliá-los como novos indutores de expressão de γ-globina e analisar a aplicação dos 

mesmos como candidatos ao tratamento da anemia falciforme. Para os inibidores de HDAC, 

foram obtidos vinte e quatro intermediários e sete produtos finais inéditos ((18), (19), (20), (21), 

(29), (30), e (31)) com rendimentos que variaram entre 29 e 85%, enquanto em relação às 

PROTACs foram obtidos quarenta intermediários e treze produtos finais (ARP-20, ARP-25, ARP-

26, ARP-27, ARP-37, ARP-39, ARP-42, ARP-47, ARP-49, ARP-53, ARP-54, ARP-56 e ARP-58) com 

rendimentos que variaram entre 30 e 93%. 

Em relação aos inibidores de HDAC, foram obtidos dois compostos promissores (21) e (31) que 

apresentaram valores de IC50 contra HDAC-1 de 17 nM e 95 nM, respectivamente, e contra HDAC-

2 de 39 nM e 940 nM, respectivamente. Quando avaliados contra outras HDACs da mesma classe 

e HDACs de outras classes, ambas as estruturas apresentaram baixos valores de inibição, o que 

indica a seletividade desses compostos contra as enzimas alvo deste trabalho. Em relação à 

avaliação da viabilidade celular, todos os compostos apresentaram células viáveis em níveis 

próximos a 80%, indicando inicialmente baixa toxicidade desses compostos quando utilizados em 

células K562. Dados preliminares sugerem que o maior índice de expressão de γ-globina 

alcançado foi entre 6 e 7 vezes de aumento para ambos os compostos e foi atingido na 

concentração de 1 µM, modificando-se apenas o tempo de tratamento, sendo 72h para o 

composto (21) e 96h para o composto (31).  

Todas as PROTACs obtidas foram avaliadas quanto aos níveis de degradação de HDAC-1-3 e 

acetilação da lisina H3K56Ac. Destacaram-se os compostos ARP-26, ARP-37 e ARP-49 com níveis 

de degradação de HDAC-1 que variou entre 40 e 60% e apresentaram os seguintes espaçadores: 

treze átomos sendo uma cadeia alifática composta por doze carbonos e ligação amida para 

conexão entre o espaçador e o inibidor de HDAC (ARP-26); anel alifático com ligação de amida 

conectando o espaçador ao inibidor de HDAC (ARP-37 e ARP-49). O composto ARP-49 apresenta 

o anel 4-fluorofenila na subunidade do inibidor de HDAC. Com esses resultados foi possível 



182 
 

concluir que, de forma geral, os compostos que apresentaram algum nível de degradação de 

proteína, o mesmo apresentava tendência de seletividade em relação à HDAC-1, o que ficou mais 

evidente com os compostos citados. Além disso, foi possível concluir também que ligações amina 

na conexão entre espaçador e inibidor não foram promissoras.  

Por fim, conclui-se que neste trabalho foi possível a obtenção de inibidores seletivos contra 

HDAC-1 e 2, sendo o composto (31) dez vezes mais seletivo contra HDAC-1, quando comparada a 

HDAC-2, resultado ainda não antes publicado para compostos inibidores de HDAC utilizados para 

indução de γ-globina. Além disso, os compostos (21) e (31) alcançaram níveis de indução de γ-

globina mais altos do que os apresentado pelo fármaco utilizado na terapia atualmente, 

evidenciando-os como excelentes candidatos para continuação dos estudos para torná-los 

candidatos à fármacos para o tratamento da AF. Em relação às PROTACs, os resultados obtidos 

neste trabalho são inéditos na literatura em relação à degradação à HDAC-1, o que os torna 

excelentes candidatos à avaliação dos mesmos quanto à indução de γ-globina e o entendimento 

da aplicação desta tecnologia para o tratamento da AF. 

7. REFERÊNCIAS 

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