Corpo Discente - Egressos
Paulo Alexandre Panarra Ferreira Gomes das Neves
| Título | Planejamento e desenvolvimento de fitofármacos derivados da trans-desidrocrotonina obtida a partir das cascas do caule de Croton cajucara Benth | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 14/12/2018 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Em sigilo | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | trans desidrocrotonina, metabolismo, toxicidade. | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Introdução: A espécie Croton cajucara Benth, conhecida como sacaca, pertence à família Euphorbiaceae. O chá das cascas do caule desta planta é utilizado para o tratamento de distúrbios hepáticos e renais, redução dos níveis de açúcar, redução do nível de colesterol, diarreia, dores de estômago, febre, hepatite e malária. Apesar de apresentar diversas ações biológicas, o uso da sacaca na medicina popular pode acarretar hepatite tóxica. A ação tóxica está associada com a presença da trans desidrocrotonina (t DCT), a qual é o componente majoritário. Justificativa: Nos últimos anos diversos estudos biológicos foram realizados para comprovar a ação da t DCT: hipoglicêmica, hipolipidêmica, antigenotóxica, antiulcerogênica, antitumoral, anti inflamatória, antinociceptiva, antiestrogênica e cardiovascular, os quais comprovaram tais ações, porém a molécula também apresenta ação hepatotóxica. Além da toxicidade apresentada por essa molécula, nenhuma modificação molecular foi realizada no anel furano, o qual é um possível grupo toxicofórico. Objetivo: Realizar um estudo de reatividade computacional e experimental da t DCT, obtida a partir das cascas do caule de Croton cajucara Benth. Metodologia: Para realização do estudo teórico, todas as estruturas foram submetidas ao método semi empírico PM3 com objetivo de otimizar as geometrias, sendo que a conformação mais estável foi utilizada para realizar os cálculos de química quântica. As geometrias PM3 de menor energia foram otimizadas utilizando o híbrido B3LYP da teoria do funcional de densidade, usando o conjunto de base 6 31+G(d,p). As características estruturais e eletrônicas como potencial de ionização (PI), orbital molecular ocupado de maior energia (HOMO), orbital molecular desocupado de menor energia (LUMO) e contribuição densidade de spin foram obtidas utilizando a teoria do funcional de densidade (DFT). Todos os cálculos foram realizados com o programa Gaussian 09. Para realização do estudo experimental, a casca do caule da espécie Croton cajucara Benth, foi coletada no Horto de Plantas Medicinais da Embrapa Amazônia Oriental, localizado na cidade de Belém PA. Após a coleta, o material botânico foi seco em estufa a 60 ºC e triturado em moinho de faca do tipo Willey. A molécula t DCT foi isolada através do método Soxhlet, utilizando hexano como solvente e tempo de extração igual a 48h. Após a extração, a amostra foi concentrada no rotaevaporador e utilizado a solução acetona e hexano (1:1) para cristalização da molécula. Com o isolamento da t DCT, foram realizadas duas reações químicas para obtenção dos derivados, sendo uma reação de nitração e uma reação de oxidação. Para avaliar a toxicidade da t DCT e dos derivados, foi realizado teste de citotoxicidade utilizando as seguintes linhagens: ACP 02 (câncer gástrico), MNP 01 (mucosa normal do estômago), HCT 116 (câncer de cólon retal humano), MCF 7 (câncer de mama humano) e VERO (rim de macaco verde africano). Como controle negativo do teste, foram considerados poços com células não tratadas com quaisquer substâncias. Resultados: Os valores de LUMO, HOMO, GAP e PI estão de acordo com a capacidade de doação de elétrons e esclarecem a influência do anel furano e sua grande propriedade eletrônica sobre a t DCT. As distribuições HOMO e densidade de spin revelaram as posições preferenciais e mais reativas após a remoção de elétrons. Todos os derivados simplificados com a fração furânica possuem alta capacidade de doação de elétrons, em especial um efeito sinérgico com o anel de lactona. Em relação ao estudo in vitro, os derivados foram menos citotóxicos quando comparados com a t DCT. Conclusões: Os resultados indicaram maior contribuição de spin para o anel furano, o que pode explicar um possível sítio de oxidação aromática preferencial na t DCT, para a produção de intermediários do tipo epóxido. Essas características estruturais podem ser responsáveis pela ação tóxica da molécula t DCT. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Introduction: The specie Croton cajucara Benth, known as sacaca, belongs to the family Euphorbiaceae. The stem bark tea of this plant is used for hepatic and kidney disorders, reduction of sugar levels, reduction of cholesterol levels, diarrhea, stomach pain, fever, hepatitis and malaria. Despite presenting various biological actions, the use of sacaca in popular medicine can cause toxic hepatitis. The toxic action is associated with the presence of trans desidrocrotonin (t DCT), which is the majority component. Justification: In the last years various biological studies were developed to prove the t DCT action: hypoglycemic, hypolipidemic, antigenotoxic, antiulcerogenic, antitumor, anti inflammatory, antinociceptive, antiestrogen and cardiovascular, which proved these actions, however the molecule also has an hepatotoxic action. Besides the toxicity showed by this molecule, no molecular modification was performed on furan ring, which is a possible toxicophoric group. Objective: To perfom a computational and experimental reactivity study of t DCT, obtained from stem bark of Croton cajucara Benth. Methodology: To perform the theoretical study, all the structures were submitted to the semi empirical method PM3 with the goal of optimize the geometries, using the most stable conformation to perform the calculations of quantum chemistry. The geometries PM3 with lower energy were optimized using the B3LYP hybrid of the density functional theory, using the base set 6 31+G(d,p). The structural and electronic features such as ionization potential (IP), highest occupied molecular orbital (HOMO), lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and spin density contribution were obtained using the density functional theory (DFT). All the calculations were performed with the Gaussian 09 program. To perform the experimental study, the stem bark of Croton cajucara Benth, was collected in Horto de Plantas Medicinais da Embrapa Amazônia Oriental, located in Belém PA. After collecting, the botanical material was dried in a kiln 60 ºC and grinding in a knife mill of Willey type. The t DCT molecule was isolated using the Soxhlet method, hexan as solvent and 48h as extraction time. After the extraction, the sample was concentrated on rotary evaporator and using an acetone hexan solution (1:1) for molecule crystallization. With the isolation of t DCT, two chemical reactions were accomplished for obtaining of derivatives, a nitration reaction and an oxidation reaction. To evaluate the t DCT toxicity and its derivatives, a cytotoxicity test was performed using the following lineages: ACP 02 (gastric cancer), MNP 01 (normal stomach mucosa), HCT 116 (human colon rectal cancer), MCF 7 (human breast cancer) and VERO (green african monkey kidney). As negative control test, were considered wells with cells untreated with any substances. Results: The LUMO, HOMO, GAP and PI values are in accordance with the eléctron donation capacity and explain the furan ring influency and its large electronic property on t DCT. The HOMO distributions and spin density showed the preferential positions and more reactive after the electrons removal. All the simplified derivatives with furanic fraction have high capacity of electron donation, in particular a synergetic effect with the lactone ring. In relation to the in vitro study, the derivatives were less cytotoxic when compared to t DCT. Conclusions: The results indicated higher spin contribution for furan ring, this may explain a possible site of preferential aromatic oxidation in t DCT, to produce epoxide intermediates. These structural features could be responsible for the toxic action of t DCT molecule. | ||||||||||||||||||||||||
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