Síntese de chalconas, triagem in silico e in vitro e avaliação da adesão de Helicobacter pylori por docking molecular

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor1Kitagawa, Rodrigo Rezende
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2208-6699
dc.contributor.authorRomagna, Rodrigo de Almeida
dc.contributor.referee1Kuster, Ricardo Machado
dc.contributor.referee2Kawano, Daniel Fábio
dc.date.accessioned2024-12-30T18:30:18Z
dc.date.available2024-12-30T18:30:18Z
dc.date.issued2024-05-29
dc.description.abstractHelicobacter pylori is a Gram-negative bacterium that chronically infects the human stomach, a risk factor for the development of inflammatory gastrointestinal diseases, including cancer, being defined as group I carcinogen. It is estimated that H. pylori infects around 40% of the global population and that the persistence of the infection is related to various virulence factors, including adhesion proteins of the bacteria in the gastric epithelium. The progression of gastric lesions to cancer is related to the activation of the NF-κB and MAPK pathways, especially in cagA+ strains, which are related to increased expression of metalloproteinases, such as MMP 9. The activation of these metalloproteinases contributes to the adhesion of the bacterium in gastric cells and the evolving stages of cancer, such as enabling metastasis. Due the increasing resistance to the current therapy protocols, the search for alternative targets and candidate molecules are necessary. In this way the objective was synthetize 10 hydroxylated and methoxylated chalcones, asses their anti-H. pylori potential through the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) and evaluate their cytotoxicity in gastric adenocarcinoma cells and L929 to determine the selectivity index. Also, in silico studies were performed to evaluate potential anti-adhesive properties for the chalcones against H. pylori. Ten chalcones were synthetized by Claisen-Schmidt condensation using Ba(OH)2 or LiOH as catalysts with yields of 10 to 52% and were characterized by 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Mass Spectrometry (MS). Predictive in silico assays using PASS Online, Tanimoto similarity, ADME properties and molecular docking in MMP-9 (PDB code: 6ESM) were performed and revealed the possibility of anti-H. pylori, anti inflammatory and MMP-9 inhibitors for the chalcones. All chalcones exhibited strong activity against H. pylori, specially 2,4'-dihydroxy-4-methoxychalcone 9, that showed the best growth inhibition values for MIC and MBC, being 1 μg/mL and 2 μg/mL, respectively. The 2'-hydroxy 4'-methoxy-2-chlorochalcone 14 and 2',3',4'-trimethoxychalcone 15 also showed significant inhibition results, being 2 μg/mL for both MIC and MBC. Also, 15 presented the best MMP-9 inhibition score, in silico. Despite not corroborating the in silico data, 2'-hydroxy-4'-methoxy 2-methoxychalcone 10, 2'-hydroxy-4'-methoxy-2-methoxy-5-bromochalcone 13, and 2' hydroxy-2-chloronaphthalenone 18 showed notewhorthy cytotoxicity and the best selectivity indices. The predicted MMP-9 inhibition by molecular docking added by the MIC, MBC, SI and the CI50 values for 18 revealed that this substance may be a drug candidate by acting synergically to reduce the inflammatory response and the possibilities for developing a tumor by inhibiting both bacteria growth, it's adhesion and malignant cells proliferation.
dc.description.resumoHelicobacter pylori é uma bactéria Gram-negativa que infecta o estômago humano cronicamente, fator de risco para o desenvolvimento de doenças gastrointestinais inflamatórias e, dentre elas o câncer, sendo classificada como carcinógeno do grupo 1. Estima-se que H. pylori infecte pouco mais de 40% da população global e que a persistência da infecção esteja relacionada a vários fatores de virulência como proteínas de adesão da bactéria ao epitélio gástrico. A progressão de lesões gástricas até o câncer está relacionada com a ativação das vias de NF-κB e MAPK, especialmente em cepas cagA+, que estão relacionadas com o aumento da expressão de metaloproteinases como MMP-9. A ativação dessas metaloproteinases contribui para a adesão da bactéria nas células gástricas e nos estágios evolutivos do câncer até a metástase. Devido à crescente resistência aos protocolos terapêuticos atuais, a busca por alvos alternativos e moléculas candidatas é necessária. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi sintetizar chalconas hidroxiladas e metoxiladas, avaliar seu efeito anti-H. pylori pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM), avaliar a citotoxicidade em células de adenocarcinoma gástrico e células L929 para determinação do índice de seletividade (IS). Além disso, estudos in silico foram realizados para avaliar potenciais propriedades antiadesivas das chalconas contra H. pylori. Dez chalconas foram sintetizadas com rendimentos de 10 a 52% e caracterizadas por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) 1H e 13C e Espectrometria de Massas (MS). Ensaios preditivos in silico utilizando PASS Online, similaridade de tanimoto, propriedades ADME e docking molecular em MMP-9 foram realizados e revelaram a possibilidade de atividade anti-H. pylori, antiinflamatória e inibição de MMP-9 para as chalconas. Todas as chalconas sintetizadas demonstraram forte atividade anti-H. pylori, destacando a 2,4’-dihidroxi-4-metoxichalcona 9 que apresentou os melhores valores de CIM e CBM, 1 μg/mL e 2 μg/mL, respectivamente. A 2'-hidroxi-4'-metoxi-2-clorochalcona 14 e 2’,3’,4’-trimetoxichalcona 15 também apresentaram resultados significativos de inibição, 2 μg/mL para CIM e CBM. Além disso, 15 apresentou o melhor escore de inibição para MMP-9, in silico. Apesar de não corroborarem com os dados in silico, a 2'-hidroxi-4'-metoxi-2-metoxichalcona 10, 2'-hidroxi-4'-metoxi-2-metoxi-5 bromochalcona 13 e 2’-hidroxi-2-cloronaftalenona 18 apresentaram significativa citotoxicidade e os melhores índices de seletividade, especialmente 18. A inibição de MMP-9 prevista pelo docking molecular somada aos valores de CIM, CBM, IS e IC50 para 18, revelam que essa substância possa ser um candidato a fármaco, agindo sinergicamente para reduzir a resposta inflamatória e as possibilidades de desenvolvimento de um tumor por inibir a bactéria e sua adesão e a proliferação de células cancerosas.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18258
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Ciências Farmacêuticas
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
dc.rightsrestricted access
dc.subjectHelicobacter pylori
dc.subjectChalconas
dc.subjectMMP-9
dc.subjectNF-κB
dc.subject.cnpqFarmácia
dc.titleSíntese de chalconas, triagem in silico e in vitro e avaliação da adesão de Helicobacter pylori por docking molecular
dc.typemasterThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
RodrigodeAlmeidaRomagna-2024-Embargo-DIT.pdf
Tamanho:
114.08 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar
Coleções
Mestrado em Ciências Farmacêuticas