Author(s): Pereira, Nuno Alexandre Lousa
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/15891
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Project/scholarship: info:eu-repo/grantAgreement/FCT/3599-PPCDT/PTDC%2FQUI-QUI%2F111664%2F2009/PT;
Subject(s): Teses de mestrado - 2014
Tese de mestrado, Química Farmacêutica e Terapêutica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2013
O recetor N-metil-D-aspartato (NMDAR) exerce um papel fundamental no controlo da plasticidade sinática nomeadamente nos processos de aprendizagem e memória. No entanto, foi demonstrado que uma atividade exacerbada destes recetores está implicada no desenvolvimento de doenças neurodegenerativas como as doenças de Alzheimer e de Parkinson através de um fenómeno designado por excitotoxicidade. Neste processo, a acumulação na fenda sinática do neurotransmissor glutamato excitatório ativa os NMDAR localizados na membrana neuronal, permitindo o influxo de iões cálcio (Ca2+) para o compartimento celular. A excessiva entrada de Ca2+ ativa uma cascata de sinalização intracelular que culminam em dano mitocondrial assim como em morte neuronal por apotose ou necrose. Nos últimos 30 anos tem-se verificado uma vasta procura por novos antagonistas deste recetor que sejam vantajosos no tratamento da demência mental. De especial interesse são os casos de sucesso dos adamantanos – memantina e amantadina – atualmente utilizados no tratamento de fases avançadas das doenças de Alzheimer e de Parkinson. Esta dissertação consiste no desenvolvimento de novos antagonistas do NMDAR através de modernas técnicas de síntese enantioseletiva para a produção de estudos de estrutura-atividade. Foram sintetizadas pequenas bibliotecas de oxazolo-isoindolinonas, oxazolo-pirrolidonas, oxazolo-piperidonas, indolo[2,3a]quinolizidinas e spiro-indolinas para avaliação biológica como antagonistas do NMDAR. As oxazolo-isoindolinonas revelaram-se como uma nova classe de antagonistas, sendo que o composto mais eficaz desenvolvido apresentou um IC50 de 154μM. Também foram obtidos bons resultados para as oxazolo-pirrolidonas, em que o composto mais eficiente desta série exibiu um IC50 de 62 μM, sendo assim 1.5x mais potente que a amantadina (IC50 = 92 μM). Da mesma forma, as oxazolo-piperidonas também demonstraram ser uma nova classe de antagonistas com um IC50 de 63 μM para o composto ativo mais potente, novamente sendo 1.5x mais potente que a amantadina. No que diz respeito às indolo[2,3a]quinolizidinas, estas também apresentaram atividade como antagonistas do NMDAR. Nesta série, o composto detetado mais potente apresentou um IC50 de 30.4 μM e sendo por isso 3x mais ativo que a amantadina. Quanto às spiro-indolinonas, estes compostos encontram-se de momento em avaliação biológica. Todos os resultados obtidos foram racionalizados com recurso a técnicas de química computacional, nomeadamente por docking molecular e por geração de farmacóforos. Os resultados obtidos sugerem que os novos antagonistas revelados possuem um modo de ação ainda desconhecido. Através deste trabalho foi possível elaborar estudos de estrutura-atividade com estas séries de compostos que revelaram os requisitos estruturais necessários para a atividade como antagonistas do NMDAR.
N-methyl-D-aspartate recetors (NMDAR) exerts a fundamental role in the control of the synatic cleft, namely in the processes of learning and memory. However, it has been demonstrated that an exacerbated ativity of these recetors is implied in the development of neurodegenerative diseases as Alzheimer’s and Parkinson’s through a phenomenon named excitotoxicity. During this process, the acumulation in the synatic cleft of the excitatory neurotransmitter glutamate ativates the NMDAR located in the neuronal membrane, allowing the influx of calcium ions (Ca2+) into the cellular compartment. The excessive entry of Ca2+ ativates an intracellular signaling cascade that culminates in mitochondrial damaging as well as neuronal death by apotosis or necrosis. In the last 30 years there has been a wide search for new antagonists of this recetor that may be useful in the treatment of mental dementia. Of particular interest are the sucessful cases of the adamantanes – memantine and amantadine – currently used in the treatment of Alzheimer’s and Parkinson’s diseases at advanced stages. The main goal of this thesis consists in the development of new NMDAR antagonists by use of modern techniques in order to achieve an enantioseletive synthesis for further struture-ativity studies. We synthetized small libraries of oxazolo-isoindolinones, oxazolo-pirrolidones, oxazolo-piperidones, indolo[2,3a]quinolizidines and spiro-indolines to evaluate its biological ativity as NMDAR antagonists. Oxazolo-isoindolinones revealed to be a new class of antagonists, with the most effetive compound presenting an IC50 of 154μM. Oxazolo-pirrolidones also showed good results, where the most effetive compound displayed an IC50 of 62μM and therefore being 1.5x more potent than amantadine (IC50 = 92 μM). Similarly, oxazolo-piperidones also demonstrated to be a new class of antagonists with an IC50 de 63μM for the most effetive compound, again being 1.5x more potent than amantadine. Regarding indolo[2,3a]quinolizidines, these also showed ativity as NMDAR antagonists. In this series, the most effetive compound displayed an IC50 of 30.4 μM and thus being 3x more ative than amantadine. As for the spiro-indolinones, these compounds are currently under biological evaluation. All the data obtained were rationalized resorting to computational chemistry techniques, more specifically to molecular docking and by pharmacophores search. The obtained results suggest that these new antagonists have a mode of ation that has not yet been described. With this work it was possible to develop struture-ativity studies with these series of compounds, which have revealed the strutural requirements for NMDAR antagonism.
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)
