Atividade Biológica das Tiazolidinas

A tiazolidina-2,4-diona (TZD) é um sistema de anel heterocíclico que possui diversas aplicações. Ela pode inibir a corrosão de aço em soluções ácidas, além de ser útil na química analítica como um reagente altamente sensível para metais pesados.85,86 As tiazolidinas-2,4-dionas (TZDs) – também conhecidas como glitazonas- pertencem a uma classe de compostos heterocíclicos substituídos, sendo conhecidas como potentes inibidores enzimáticos e agonistas de receptores, apresentando amplos potenciais terapêuticos em virtude de seus inúmeros alvos farmacológicos (Figura 16).87

Fig. (16) Tiazolidina-2,4-diona

A tiazolidina-2,4-diona apresenta dois grupos carbonila nas posições 2 e 4, sendo que os substituintes nas posições 3 e 5 podem variar. Em 1982, uma extensa variedade de tiazolidinadionas foi estudada, com a finalidade de investigar a sua propriedade anti-hiperglicemiante. O primeiro representante dessa propriedade foi a Ciglitazona, seguida de outros derivados como Englitazona, Troglitazona e

N H N O O N N N H Cl Cl H Cl F N H N H N O S N H N H N O S Br H N S O O H 1 2 3 4 5

Pioglitazona. Após vários estudos, chegou-se à conclusão de que o núcleo tiazolidina-2,4-diona era responsável pelas ações farmacológicas. Desse modo, derivados da tiazolidina-2,4-diona têm sido extensivamente desenvolvidos, e um amplo espectro de atividades biológicas tem sido descoberto.86 Os principais representantes do grupo das glitazonas são a troglitazona (TGZ), a rosiglitazona (RGZ) e a pioglitazona (PGZ). O primeiro composto a ser comercializado foi a troglitazona, aprovado pela FDA, porém foi retirado do mercado mais tarde devido a casos de hepatotoxicidade aguda. O mecanismo da hepatotoxicidade induzido pela troglitazona não foi esclarecido. Uma das hipóteses é a de que a troglitazona e seu conjugado sulfato induzam colestase. Posteriormente, em 1999, o FDA aprovou a rosiglitazona e pioglitazona, que mostraram ser desprovidas deste efeito adverso. A rosiglitazona começou a ser comercializada em 2001, sob a marca Avandia, e um ano mais tarde, a pioglitazona também começou a ser comercializada sob o nome de Actos (Figura 17) 88

Fig. (17): Estrutura química das diferentes tiazolidinadionas que já estiveram disponíveis no mercado.

No Brasil, a rosiglitazona foi comercializada até setembro de 2010, quando a ANVISA determinou o cancelamento do seu registro, por considerar que a relação risco-benefício era desfavorável em relação ao benefício, devido à alta probabilidade de ocorrência de doenças isquêmicas, tais como: infarto do miocárdio, insuficiência cardíaca, parada cardíaca, derrames, isquemia do miocárdio e outros distúrbios cardíacos.89 Além dessas, outras complicações relacionadas às tiazolidinas foram descritas, tais como: ganho ponderal, edema periférico, fraturas ósseas e câncer de bexiga; este último, com a pioglitazona.90 Em um dos últimos trabalhos de revisão sistemática envolvendo 56 estudos com 35.000 pacientes, foi estimado aumento de infarto do miocárdio em 28% entre usuários de rosiglitazona.91 Na literatura, podem ser encontrados diversos casos relacionados à toxicidade destes compstos. Lesões hepáticas têm sido relatadas após o uso crônico de glitazonas, apesar das glitazonas não causarem danos hepáticos em espécies animais comuns de laboratório.92 Foram relatados aproximadamente 90 casos de toxicidade hepática à TGZ que necessitaram de transplante hepático ou resultaram em morte.93 Embora menos toxica, há também relatos de hepatotoxicidade leve associada à administração rotineira de rosiglitazona 94–96 _{e pioglitazona.}97,98 _{Os pacientes que fazem uso desta classe de drogas}

N O S NH O O N N O S NH S O Pioglitazona Rosiglitazona O HO O NH S O O Troglitazona

devem estar livres de condições hepáticas pré-existentes e ter suas enzimas hepáticas rotineiramente monitoradas.99

Em contraste, o 3-(3,5-diclorofenil)-tiazolidina-2,4-diona (DCPT) causa hepatotoxicidade em ratos, sendo que seu mecanismo de toxicidade depende da integridade do anel tiazolidínico, e da biotransformação mediada pelo citocromo P450.100,101 _{Para investigar a toxicidade induzida pelo anel} tiazolidínico, foram realizados testes tóxicológicos in vitro com o DPCT e várias estruturas análogas, utilizando-se linhagens de células de fígado humano (HepG2 e HepG2) transfectadas com a isoenzima CYP3A4. Os resultados sugeriram que a citotoxicidade induzida pelo 3-(3,5-diclorofenil)-tiazolidina- 2,4-diona (DCPT) era parcialmente dependente da isoenzima CYP3A4.102

Derivados de tiazolidina exibem um amplo espectro de atividades biológicas, incluindo antimicrobiana,103,104 anti-diabética,105,106 anti-obesidade,107 anti-inflamatória,108 antioxidante,109 anti- proliferativa,110 e antitumoral.111 Esses fármacos também podem ser benéficos na Esclerose Múltipla e em doenças neuro-degenerativas como Alzheimer e Parkinson.108

As tiazolidinadionas se ligam e ativam um receptor designado como receptor gama proliferador ativado do peroxisoma (PPAR), o qual pertence à superfamília de receptores nucleares.112 Existem 3 isoformas do PPAR: PPAR-α, PPAR-β e PPAR-γ, e estes variam em suas distribuições teciduais, na sua seletividade e capacidade de resposta a ligantes, conduzindo assim à regulação de diferentes conjuntos de genes.113 _{Devido ao potencial farmacológico e terapêutico dos agonistas do PPARγ, o} Grupo de Pesquisa em Inovação Terapêutica da UFPE sintetizaram novas tiazolidinas 3,5- dissubstituídas.

3.3.2.1. Novas Tiazolidinas Sintetizadas pelo Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos

Amato et al., em 2012, sintetizaram e avaliaram a atividade hipoglicemiante da molécula 5-(5-bromo- 2-metóxi-benzilideno)-3-(4-metil-benzil)-tiiazolidina-2,4-diona (GQ-16), que não apresenta efeitos adversos oriundos das tiazolidinas, como ganho de peso e edema. Seu efeito farmacológico é devido à estabilização da estrutura β-pregueada do PPARγ, inibindo a fosforilação da SER-273 pela quinase Cdk5 (Figura 18).114

Fig. (18) O GQ-16 interage com PPARy através de um modo de ligação distinto. A) Estrutura do GQ-16; B) embora o GQ-16 (roxo) induz uma estrutura semelhante à da rosiglitazona (azul, Q-16 PPAR; branco, rosiglitazona PPAR), o GQ-16 liga-se ao PPAR de uma forma diferente da rosiglitazona. O GQ-16 não faz contatos diretos com os resíduos da hélice 12 (mostrada em vermelho), uma marca das TZDs tradicionais. O local de reconhecimento de CDK5 que inclui a Ser-273, é mostrado em magenta. C) a densidade de elétrons da GQ-16; D) superposição do GQ-16 e outros ligantes do PPAR, mostrando a diferença conformacional do GQ-16 em relação às outras moléculas; E) e F), interaçao ligante-proteína entre PPARy e GQ-16 (E) e rosiglitazona (F) (interações polares são mostrados como linhas pontilhadas). (Fonte: Amato et al., 2012).

As 5-benzilideno-tiazolidina-2,4-dionas foram testados quanto à atividade anti-inflamatória “air- pouch” com a finalidade de avaliar capacidade de inibir a migração de leucócitos da circulação do sangue. O derivado 3-(2-bromo-benzil)-5-(4-metilsulfonil-benzilideno)-tiazolidina-2,4-diona (GQ- 125) apresentou uma inibição de 73,3 %, que foi ligeiramente mais elevada do que a rosiglitazona (72 %). Observou-se a contribuição do átomo de bromo na resposta biológica, quando comparada a uma inibição de 63,9 % para o derivado que no derivado 3-(3-cloro-benzil)-5-(4-metilsulfonil-benzilideno)- tiazolidina-2,4-diona (TA-02), que contêm um átomo de cloro na posição 3 do anel benzílico (Figura 19).115 O O S N CH3 H3CO Br

Fig. (19) Estrutura das tiazolidinas TA-02 (C) e GQ-125 (D)

A atividade antiproliferativa dos derivados tiazacridínicos foi comprovada através do ensaio de MTT em linhagens celulares SF-295 (sistema nervoso central), HCT-8 (carcinoma de cólon) e MDA-MB- 435 (melanoma). Doxorubicina, como padrão. Observou-se que 3-acridin-9-ilmetil-5-acridin-9- ilmetileno-thiazolidina-2,4-diona (AA-2) apresentou uma significativa atividade anticâncer contra as três linhagens celulares testadas. Além disto, o composto 3-acridin-9-ilmetil-5-(4-metóxi-benzilideno)- tiazolidina-2,4-diona (AA-3), tendo o grupamento metóxi, doador de elétrons, como substituinte do benzilideno, e o 3-acridin-9-ilmetil-5-(4-bromo-benzilideno)-tiazolidina-2,4-diona (AA-6) com o bromo, retirador de elétrons, substituindo a posição para do benzilideno também exibiram forte inibição nas mesmas linhagens celulares (Figura 20).116

Fig. (20) Estrutura dos derivados tiazacridínicos

Barbosa (2010) analisou o efeito de 5-(3,4-dicloro-benzilideno)-3-(4-nitro-benzil)-tiazolidina-2,4- diona (SF-29) em T. cruzi. Este composto foi escolhido entre vários outros inicialmente testados, para analisar o seu efeito sobre o crescimento e organização estrutural das formas amastigotas epimastigota e tripomastigota de T. cruzi. Microscopias citometria de fluxo, a fluorescência de digitalização e transmissão eletrônica foi utilizada para esta análise em profundidade. Os resultados mostraram que este composto inibe, em baixas concentrações micromolar, o crescimento do epimastigota proliferatives e formas amastigotas e induz a lise da forma tripomastigota infecciosa. Morte do parasita é devida a alterações significativas na membrana do plasma e as mitocôndrias, com a aparência de autofagossomas (Figura 21).117

Fig. (21) SF-29 - tiazolidina-2,4-diona anti-T. cruzi

O O S N O O S N R = Cl, OCH3, Br, F Cl Br H3CO2S H3CO2S N N O S S N N O S S N R = Cl, OCH3, Br, F R O S S N NO2 Cl Cl