Informações
Nível de aprovação pela UnB
Aprovado pela UnB
Nome Completo do Proponente
Luiz Antonio Soares Romeiro
Matrícula UnB
745944
Unidade acadêmica da UnB
luizromeiro@unb.br
Link Cúrriculo Lattes
Título da Proposta
DESENVOLVIMENTO DE ESTRATÉGIAS TERAPÊUTICAS E PROFILÁTICAS SUSTENTÁVEIS E DE BAIXO CUSTO PLANEJADAS A PARTIR DO LCC PARA COMBATE À COVID-19
Sumário Executivo da Proposta
Os lipídeos do líquido da casca da castanha de caju (LCC) – ácidos anacárdicos, cardanois, cardois – são capazes de sinalizar a regulação de vários efeitos fisiológicos no metabolismo e na inflamação. Estes compostos – purificados ou como misturas – além de antioxidantes, antigenotóxicos, antifúngicos e antimicrobianos atuam como antivirais frente a CHIKV (0,6 uM), DENV2 (4,0 uM) e HCV (7,5 uM) pela modulação epigenética de histona acetiltransferases com efeito sobre a cascata inflamatória. Adicionalmente, a cadeia pentadecílica hidrofóbica desestabiliza as bicamadas lipídicas virais destruindo o vírus, podendo ser explorada em formulações para desinfecção prolongada de ambientes contaminados e adjuvante à proteção física de EPIs impedindo a disseminação. Objetivamos determinar a atividade in vitro dos derivados do LCC bem como de 100 derivados correlatos da quimioteca do LDT frente a SARS-CoV-2. Os melhores compostos serão sintetizados em escala de 50,0 g visando estudos de eficácia em superfícies contaminadas e EPIs.
Palavras-chave
COVID-19, agentes terapêuticos e profiláticos, lipídeos antivirais, LCC
Número de Integrantes da Equipe
6
Nome dos Integrantes da UnB
Andressa Souza de Oliveira, Natália Cipriano Monteiro, Edilberto Rocha Silveira, Lucio Holanda Gondim de Freitas Junior, Carolina Borsoi Moraes, Douglas Sales Medina Ferreira
Há integrantes externos à UnB?
Sim
Possui apoio de Grupo de Pesquisa Certificado pela UnB no CNPq?
Sim
Nome/Link do Grupo de Pesquisa certificado no CNPq pela UnB
Laboratório de Desenvolvimento de inovações Terapêuticas (LDT)
Público alvo
Comunidade Acadêmica | Hospitalar | População em Geral | Profissionais da Saúde
Análise do Contexto
Pertencentes à família Coronaviridae, os coronavírus são vírus com única fita de RNA e nucleocapsídeo helicoidal. Estes vírus causam infecções respiratórias, geralmente leves a moderadas, em seres humanos e animais. Dentre os que infectam o homem encontramos os alfa coronavírus HCoV-229E e HCoV-NL63 e beta coronavírus HCoV-OC43, HCoV-HKU1, SARS-COV e MERS-COV, sendo os dois últimos associados a infecções respiratórias graves (OPAS, 2020). A COVID-19, doença causada pelo vírus SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2), foi inicialmente confirmada em 31 dezembro de 2019 na cidade de Wuhan, província de Hubei (China) (Huang et al, 2020; Wang et al 2020, Zhu et al, 2020) e caracterizada como pandemia em 11 de março de 2020 pela Organização Mundial de Saúde (OMS). A atualização dos dados globais da COVID-19, em 3 de maio 2020, revela a confirmação de 3.349.786 casos e 238.628 mortes. Destes 101.147 casos e 7.025 mortes ocorreram no Brasil, sendo 1649 casos e 33 mortes confirmados No Distrito Federal (OPAS, 2020). As medidas não farmacológicas adotadas desde março de 2020 parecem surtir efeitos; entretanto a não adesão de parte da população bem com a pressão econômica tem suscitado o afrouxamento do distanciamento social, o que pode comprometer os esforços envidados até o momento, levando ao aumento do número de casos. Uma vez que ainda não há fármacos e vacinas disponíveis para o tratamento da COVID-19, a busca e desenvolvimento de agentes terapêuticos são obrigatórios para o enfrentamento desta patologia.
O programa de pesquisas desenvolvido pelo Laboratório de Desenvolvimento de Inovações Terapêuticas (LDT) do Núcleo de Medicina Tropical da UnB em colaboração com Instituições nacionais e internacionais visa o planejamento racional e desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas a partir da biodiversidade brasileira, gerando novos produtos e procedimentos úteis à saúde humana (Romeiro et al. 2013, 2017, 2019; Lemes et al, 2016; Cerone et al, 2019) Neste contexto, o uso dos lipídeos fenólicos do LCC – fonte renovável, biodegradável e de baixo custo – contribui como cenário estratégico, técnico e sustentável no planejamento racional de novos candidatos a agentes terapêuticos ao mesmo tempo que contempla os aspectos sociais relacionados à cajucultura (Mazetto SE, Lomonaco, D, 2009).
Os lipídeos fenólicos do LCC – muitas vezes tratados apenas como resíduo do beneficiamente da castanha de caju – apresentam estruturas privilegiadas capazes de mimetizar ácidos graxos e atuarem como moléculas de sinalização que regulam vários efeitos fisiológicos no metabolismo e inflamação. Vale destacar a atualidade dos estudos na área da lipidômica no desenvolvimento de novos fármacos para doenças como câncer, diabetes, doença de Alzheimer, doenças infecto-contagiosas (Proschak et al, 2017).
Neste contexto, os flavivírus – que agrupam mais de 50 espécies de vírus RNA-envelopados filogeneticamente relacionados ao vírus da hepatite C – têm ciclo de vida intimamente associado a lipídeos da célula hospedeira, quando reorganizam as membranas intracelulares do retículo endoplasmático das células infectadas para desenvolver plataformas adequadas para replicação viral e biogênese de partículas. Os lipídeos nas infecções por flavivírus estão ligados à entrada, replicação viral, bem como desempenham papel fundamental na montagem e patogênese do vírus. Neste contexto, a ligação entre infecção por flavivírus e lipídeos específicos fornece potenciais alvos antivirais para intervenções terapêuticas. Essas estratégias são variadas e incluem inibição da síntese lipídica, inibidores de entrada ou fusão ou modulação da interação de componentes virais com corpúsculos lipídicos (Martín-Acebes et al, 2016). No caso dos coronavírus, a utilização de surfactantes tem sido recomendada para eliminação do vírus SARS-CoV-2 em função da desestabilização da camada bilipídica pelas cadeias hidrofóbicas do detergente e consequente destruição do vírus.
Os resultados prévios da atividade dos derivados não modificados do LCC frente a DENV2 (Kanyaboom et al, 2018) , CHIKV e HCV (Hund et al, 2015) reforçam nossa hipótese de pesquisa que está baseada nas características biofóricas dos derivados do LCC. Neste contexto, a cadeia alquílica hidrofóbica com 15 carbonos dos derivados do LCC pode interagir com a camada bilipídica dos vírus levando à sua ruptura e promovendo sua inativação por perda do material genético. Adicionalmente, a inserção de grupos farmacofóricos na subunidade aromática e, ou seus grupos fenólicos e ácido permitirão alcançar diferentes e relevantes alvos no vírus com otimização da ação virucida ou impedindo o reconhecimento molecular pelas células.
Referências
HUANG C et al, Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet v. 365, p. 497-506, 2020.
HUNDT J, LI Z, LIU Q. The Inhibitory Effects of Anacardic Acid on Hepatitis C Virus Life Cycle. PLoS ONE 10(2): e0117514. doi:10.1371/journal.pone.0117514, 2015.
KANYABOON, P. et al. Cardol triene inhibits dengue infectivity by targeting kl loops and preventing envelope fusion. Scientific Reports v. 8, p. 16643, 2018.
LEMES LFN et al. Cardanol-derived AChE inhibitors: towards the development of dual binding derivatives for Alzheimer’s disease. European Journal of Medicinal Chemistry. v. 108, p. 687-700, 2016.
MARTÍN-ACEBES, M. A., VÁZQUEZ-CALVO, A., SAIZ, J-C. Lipids and flaviviruses, present and future perspectives for the control of dengue, Zika, andWest Nile viruses. Progress in Lipid Research v. 64, p. 123–137, 2016
MAZZETTO SE, LOMONACO D, Óleo da castanha de caju: Oportunidades e desafios no contexto do desenvolvimento e sustentabilidade industrial. Quím. Nova. V. 32, p. 732-741, 2009.
OPAS, Organização Pan-Americana da Saúde. https://www.paho.org/bra/index.php?option=com_content&view=article&id=6101:covid19&Itemid=875 Acesso em 04/05/2020
ROMEIRO LAS et al, Novel Sustainable-by-Design HDAC Inhibitors for the Treatment of Alzheimer’s Disease. ACS Medicinal Chemistry Letters, v. 10, p. 671-676, 2019.
ROMEIRO LAS, CUMMINS C, MAGOMEDOVA L, PPAR modulators. US2017121268 (A1). Data de depósito: 04/05/2017)
ROMEIRO LAS et al, Derivados Amínicos do LCC Como Inibidores da Acetilcolinesterase, Processos para sua Obtenção, Composições Contendo os Mesmos e Aplicações. INPI BR 10 2013 012924 0, 2013.
WANG C et al, A novel coronavirus outbreak of global health concern. Lancet, v. 395, p. 470-473, 2020.
ZAFAR, F. et al., Physicochemical and Pharmacokinetic Analysis of Anacardic Acid Derivatives. ACS Omega v. 5, p. 6021−6030, 2020.
ZHU N et al A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019 N. Engl J Med. v. 382, p. 727-733, 2020.
Breve Fundamentação Teórica
As partículas de vírion – que contêm única fita positiva e longa de RNA positiva longa (27-30 kb) protegida por envelope lipídico – são aproximadamente esféricas ou moderadamente pleiomórficas, com diâmetros que variam de 80 nm a 160 nm. Desta forma funcionam como nanopartículas que interagem com superfícies como a pele – rica em proteínas e ácidos graxos – por meio de ligações de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Os derivados biofóricos do LCC podem facilmente interagir com o SARS-CoV-2 por reconhecimento hidrofóbica da cadeia lateral, por ligações de hidrogênio e complexos cátion-pi destruindo o vírus. Adicionalmente, a inserção de grupos funcionais visando o aumento do pH no endossomo e oxidação dos resíduos de cisteína e triptofano nas glicoproteínas da membrana visam inibir o reconhecimento molecular pelos receptores celulares e.g. ACE2, e a fusão membranar.
Objetivos e Metas
Objetivos
1. Obter e caracterizar lotes padronizados de ácido anacárdico, cardanol e cardol;
2. Verificar 100 derivados correlatos da quimioteca do LDT quanto a pureza e viabilidade para ensaio in vitro aplicado a SARS-CoV-2;
3. Determinar o perfil de atividade em células infectadas com os vírus, a citotoxidade e o índice de seletividade;
4. Estabelecer relações estrutura/propriedade atividade;
5. Desenvolver metodologias para obtenção de novos derivados otimizados para SARS-CoV-2;
6. Determinar para os novos compostos o perfil de atividade em células infectadas com os vírus, a citotoxidade e o índice de seletividade;
7. Estabelecer relações estrutura/propriedade atividade para os novos compostos;
8. Desenvolver metodologias para obtenção dos compostos líderes em escala de até 50 g;
9. Determinar o efeito virucida em superfícies e EPIs
Metas
1. Determinar a atividade in vitro dos derivados do LCC frente a SARS-CoV-2;
2. Determinar a atividade in vitro de derivados hemissintéticos do LCC frente a SARS-CoV-2;
3. Identificar as características estruturais relevantes para a atividade antiviral;
4. Planejar e sintetizar compostos otimizados para ação frente a SARS-CoV-2;
5. Determinar a atividade in vitro dos derivados otimizados para SARS-CoV-2;
6. Escalonar os melhores compostos (compostos líderes) em lotes de 50 g;
7. Determinar a eficácia do efeito virucida dos compostos líderes em superfícies e ambientes e EPIs.
Metodologia
Extração e purificação dos derivados do LCC
Os derivados do LCC serão obtidos por metodologias verdes de expertise do laboratório.
Síntese e caracterização de produtos finais
Para as sínteses serão utilizadas reações clássicas sob condições experimentais adaptadas a esses substratos (Romeiro et al. 2013, 2017, 2019). A caracterização espectrofotométrica dos compostos serão realizadas no CENAUREMN–UFC e na Central Analítica do IQ-UnB.
Avaliação in vitro SARS-CoV-2
As avaliações de triagem fenotípica in vitro, citotoxicidade e eficácia em superfícies e EPIs serão realizadas pelo grupo do Prof. Lúcio Freitas-Júnior no Laboratório Phenotypic Screening Platform do Instituto de Ciências Biomédicas da USP.
Resultados Esperados
Acadêmica
• Formação de recursos humanos na área de Química Farmacêutica e Medicinal;
• Desenvolvimento de novas entidades químicas, avaliação biológica/farmacológica e validação do planejamento racional; e
• Divulgação científica observando os protocolos de sigilo e de confidencialidade de pedidos depósitos de patentes.
Setor Produtivo
• Obtenção de protótipos visando fases pré-clínica e clínica; e
• Desenvolvimento da indústria farmacêutica brasileira, a partir da utilização de fontes de matérias-primas abundantes e economicamente viáveis no país.
Social e Ambiental
• Desenvolvimento e provimento de agentes terapêuticos e profiláticos eficazes e de baixo custo à população promovendo relevante ação nos indicadores de saúde, visando o fortalecimento e a consolidação do SUS;
• Valorização da cajucultura com agregação de valor ao LCC; e
• Conservação e manejo.
Área de Conhecimento
Subárea de Conhecimento
Há previsão de Orçamento proveniente na unidade acadêmica?
Não
Cronograma da Execução
01. Atividade: Aquisição de insumos e material permanente, acompanhamento e avaliação. Início: 01/06/2020 – Fim: 31/05/2022. Produto: Gestão do Projeto
02. Atividade: Obtenção dos principais derivados do LCC.
Início: 01/06/2020 – Fim: 01/08/2020. Produto: Derivados isolados e caracterizados
03. Atividade: Adequação dos derivados correlatos da Quimioteca do LDT.
Início: 01/06/2020 – Fim: 01/08/2020. Produto: Derivados adequados
04. Atividade: Avaliação in vitro da atividade para SARS-CoV-2 e da citotoxicidade
Início: 01/08/2020 – Fim: 01/10/2020. Produto: Derivados avaliados
05. Atividade: Racionalização dos resultados (REA/RPE)
Início: 01/10/2020 – Fim: 01/11/2020. Produto: REA/RPE realizada
06. Atividade: Redação de artigos e patentes
Início: 01/10/2020 – Fim: 31/12/2020. Produto: Artigo/patente elaborados
07. Atividade: Otimização dos compostos líderes.
Início: 01/11/2020 – Fim: 01/03/2021. Produto: Derivados otimizados
08. Atividade: Avaliação in vitro da atividade para SARS-CoV-2 e da citotoxicidade para os derivados otimizados. Início: 01/03/2021 – Fim: 01/05/2021. Produto: Derivados avaliados
09. Atividade: Racionalização dos resultados (REA/RPE) para os derivados otimizados
Início: 01/05/2021 – Fim: 01/06/2021. Produto: REA/RPE realizada
10. Atividade: Redação de artigos e patentes
Início: 01/06/2021 – Fim: 01/08/2021. Produto: Artigo/patente elaborados
11. Atividade: Escalonamento dos derivados líderes
Início: 01/06/2021 – Fim: 01/10/2021. Produto: Derivados escalonados
12. Atividade: Avaliação da eficácia em superfícies e ambientes
Início: 01/10/2021 – Fim: 01/12/2021. Produto: Avaliação realizada
13. Atividade: Avaliação da eficácia em EPIs
Início: 01/12/2021 – Fim: 01/02/2022. Produto: Avaliação realizada
14. Atividade: Racionalização dos resultados (REA/RPE) para os derivados otimizados
Início: 01/02/2022 – Fim: 01/03/2022. Produto: REA/RPE realizada
15. Atividade: Redação de artigos e patentes
Início: 01/03/2022 – Fim: 31/05/2022. Produto: Artigo/patente elaborados
Tempo total de execução previsto
24
