Targeting the hTRPV6 with capsaicinoid inhibitors

Capsaicin is a substance produced by Capsicum peppers with extensive biological activity reported in the literature. Among these studies, it was suggested that the anti-tumor activity is related to modulation of the Transient Potential Receptor Vanilloid (TRPV) channels. Capsaicin is known to bind with very high affinity to TRPV1 (IC50 ≈ 7 nM), triggering the burning sensation followed by analgesia. However, recent studies have suggested that the pro-apoptotic effects of capsaicin are TRPV6-mediated. Herein we report the development of a novel inhibitor of the TRPV6 using two different strategies for compounds design. We generated a series of direct and chimeric capsaicinoids based on the literature compounds, capsaicin, and cis-22a. These analogs were probed against HEK-hTRPV6 and the hits were further optimized. Based on the previous SAR and chemical optimization, we found 56h, named MRC-130, a derivative that remarkably inhibited TRPV6 in the nanomolar range (IC50 = 83 ± 4 nM), possess high selectivity and stability in vitro, and lesser hERG inhibition compared to the reference compound, cis-22a. It is expected that these new molecules would contribute significantly to the study on the TRPV6 function and its role in tumor pathophysiology

Capsaicina é uma substância produzida por pimentas do gênero Capsicum com extensa atividade biológica relatada na literatura. Entre esses estudos, sugeriu-se que a atividade antitumoral esteja relacionada à modulação dos canais TRPV (do inglês, Transient Potential Receptor Vanilloid). Sabe-se que a capsaicina se liga com altíssima afinidade ao TRPV1 (IC50 ≈ 7 nM), desencadeando a sensação de queimação seguida de analgesia. No entanto, estudos recentes sugeriram que os efeitos pró-apoptóticos da capsaicina são mediados pelo TRPV6. Visando o exposto, este trabalho relata o desenvolvimento de um novo inibidor do TRPV6 usando duas estratégias diferentes para o planejamento dos compostos. Geramos séries de capsaicinoides diretos e quiméricos com base nos compostos da literatura, capsaicina e cis-22a. Esses análogos foram analisados contra HEK-hTRPV6 e os análogos mais promissores foram otimizados. Com base na REA e em otimizações químicas anteriores, encontramos 56h, chamado MRC-130, um derivado que inibiu notavelmente o TRPV6 na faixa nanomolar (IC50 = 83 ± 4 nM), possui alta seletividade e estabilidade in vitro e menor inibição de hERG em comparação com o composto de referência, cis-22a. Espera-se que essas novas moléculas contribuam significativamente para o estudo da função do TRPV6 e seu papel na fisiopatologia tumoral

Potenciais candidatos a novos agentes antineoplásicos: síntese e avaliação da atividade antitumoral de análogos ureídicos e tioureidicos da capsaicina / New potential antineoplastic candidates: synthesis and antitumoral evaluation of urea and thiourea capsaicin analogues

As neoplasias malignas, doenças mundialmente conhecidas como câncer, possuem um dos tratamentos mais onerosos, tóxicos e de baixa seletividade na terapêutica atual. Adicionalmente, o contínuo crescimento da incidência da doença também representa em uma grande problemática. Os produtos de origem natural se apresentam como alternativas para o tratamento de diversas doenças, incluindo o câncer. A capsaicina, produto natural proveniente das pimentas do gênero Capsicum, apresenta propriedades antineoplásicas, portanto, pode ser utilizada como protótipo para obtenção de análogos. Quatro séries foram planejadas e sintetizadas, obtendo-se compostos ureídicos e tioureídicos. A estratégia sintética se baseou na reação da piperonilamina ou vanililamina com isocianatos ou isotiocianatos, ligados a substituintes aromáticos ou alquílicos. Vinte e sete análogos foram sintetizados com rendimentos variando entre 22 a 90 %. Todos os compostos apresentaram aspecto sólido variando a cor de branco a levemente amarelados. Para a caracterização das substâncias obtidas foram utilizados dados de RMN 1H e 13C, ponto de fusão e a determinação de pureza foi realizada mediante HPLC. Todos os compostos foram submetidos a ensaios de avaliação da atividade citotóxica por redução do MTT contra linhagens de células cancerígenas e células sadias. Os compostos RPF652, RPF 512 - 514) apresentaram atividade comparável ou superior ao protótipo com valores de IC50 na faixa de micromolar. Os resultados apontados pela modelagem molecular indicam que descritores eletrônicos como Ehomo e Elumo podem estar associados à atividade do composto, ClogP (3,92) pode favorecer melhor permeabilidade na membrana celular, e o maior número de sítios de acepção de ligação de hidrogênio podem corroborar com a citotoxidade em linhagem A2058. Particularmente, o análogo RPF652 apresentou atividade pronunciada com valores de IC50 de 55, 67, e 87 µM contra as células A2058, SK-MEL 25, e U87, respectivamente, o que representa atividade de superior à capsaicina. Como uma tendência o composto RPF652 causou parada no ciclo de linhagem B-RAF B16F10 não levando a célula à morte. Porém esta linhagem não apresenta mutação no códon V600E. Em contraponto, o análogo RPF652 apresentou maior potência contra linhagem V600EB-RAF A2058 mutada, indicando possível seletividade em linhagens que apresentam a mutação no códon V600E da proteína B-RAF. Ademais, novos esforços devem ser concentrados no análogo RPF652 para melhor elucidação mecanística de sua atividade

Malignant neoplasms have one of the most expensive, non-selective and toxic treatment of present times. This situation, combined with the rising incidence rate, represents a major problem for humanity. The use of natural products can be an alternative for treatment of several diseases, including cancer. Capsaicin is a natural product derived from Capsicum peppers, with reported anticancer activity and can be used as prototype for the design of new molecules with remarkable activity. Capsaicin analogues were designed and synthesized in four series of derivatives, replacing the prototype amide bond with urea and thiourea functions. The synthetic approach builds the urea/ thiourea scaffold using the reaction of piperonyl/ vanilyl amine with alkyl and aryl isocyanides/ isothiocyanides. Twenty-seven new compounds were obtained with yields from 22 to 90 %, and were fully characterized using 1H and 13C NMR, the purity was determined by melting point and HPLC. All of the obtained compounds were evaluated in MTT cytotoxic assays against different cancer cell-lines (B16F10, A2058, SK-MEL 25 and U-87), and compared with healthy human cells (T75). Additionally, the most active compound was submitted to a cell cycle arrest assay. The thiourea derivative RPF652 was the most active compound, and the urea derivatives RPF512, RPF513 and RPF514 showed good micromolar IC50 values. This results, when correlated with several in silico-calculated properties for the obtained molecules, suggests that ClogP, Ehomo, Elumo and the number of hydrogen-bond acception sites may be correlated to the anticancer activity reported. RPF652 especially, showed IC50 values with superior activity and better selectivity index when compared with capsaicin. The cell-cycle assay of RPF652 showed significant arrest in V600E-codon B-RAF non-mutated cell lines (B16F10) without killing it. V600E-codon B-RAF mutated cells A2058, were significantly more sensitive to the compound. These findings may suggest some insights about the mechanism of action and targets of this compounds

Otimização de novos inibidores da di-idrofolato redutase de Mycobaterium tuberculosis (mtDHFR): Docking molecular, sí­ntese, avaliação da inibição enzimática e da atividade antimicobacte / Optimization of new dihydrofolate reductase inhibitors of mycobacterium tuberculosis (mtdhfr): molecular docking, synthesis, evaluation of enzyme inhibition and antimycobacterial activity

A tuberculose (TB) é considerada uma das principais doenças infecciosas e apresenta fatores críticos como a relação com o HIV/AIDS, tratamento longo e a resistência a múltiplos fármacos. A enzima di-hidrofolato redutase das micobactérias (mtDHFR) é um alvo pouco explorado e apresenta grande potencial para o desenvolvimento de novos fármacos contra TB. Estudos preliminares obtiveram fragmentos com baixa afinidade à mtDHFR, entretanto com potencial para otimização. Com isso, o fragmento foi usado como protótipo para a proposição de 22 análogos. Os compostos foram planejados utilizando informações sobre ligantes e a estrutura tridimensional de mtDHFR, além do biososterismo como estratégia norteadora. Os ensaios de docking molecular com a mtDHFR revelaram que os análogos propostos tiveram escores interessantes e, além disso, a inserção de substituintes demonstrou favorecer a ligação à enzima, o que corroborou o planejamento. Com isso, sintetizou-se 22 análogos planejados e o protótipo MB872, por meio de protocolos de alquilação, hidrólise e cicloadição 1,3 dipolar para os compostos com anéis triazol e tetrazol. Os compostos foram obtidos com rendimentos de bom a ótimo (60 ~ 90%) e suas estruturas foram elucidadas por RMN 1H e 13C. Os resultados do ensaio de inibição enzimática corroboraram com os dados de docking, uma vez que a presença do grupo carboxílico revelou ser importante para a atividade. Além disso, alguns dos compostos revelaram atividades interessantes, entre 8 a 40 µM, sendo que o mais ativo apresentou IC50 de 7 µM. Ensaios de cinética enzimática com o análogo mais ativo indicou uma inibição não competitiva com o substrato natural da enzima, uma vez que os valores de Km se mantiveram constantes, enquanto Vmax decaiu (0,22 µM e 0,43 - 0,34 ΔFU/min, respectivamente). Os análogos sintetizados foram mandados para ensaio in vitro para avaliar a atividade frente a micobactéria

Tuberculosis (TB) is an important infectious disease and presents critical factors such as the relationship with HIV / AIDS, long treatment and resistance to multiple drugs. The enzyme dihydrofolate reductase from mycobacteria (mtDHFR) is a poorly explored and presents great potential to be a target for new drugs against TB. Preliminary studies have obtained fragments with low affinity to mtDHFR, but with potential to become lead compounds. Therefore, the fragment was used as a prototype for 22 analogues proposed in this work. The compounds were designed using bioisosterism, information about ligands and the three-dimensional structure of mtDHFR. Molecular docking assays with mtDHFR revealed satisfactory scores for anlogues. Furthermore, the insertion of substituents seemed to increase the affinity with the enzyme. Thereby, twenty two analogues and prototype were synthesized using alkylation, hydrolysiss and 1,3-dipolar cycloaddition methods. The compounds were obtained in good yields (60 ~ 90%) and their structures were elucidated with 1H and 13C NMR spectroscopy. The enzymatic affinity assay corroborates docking results, because the presence of carboxyl group showed to be important for the activity. Furthermore, some of the compounds revealead interesting activities, ranging 8 to 40 µM. The most active showed IC50 of 7 µM and enzyme kinetics assays indicated noncompetitive inhibition with natural enzyme substrate. The synthesized analogs were sent for in vitro assay to assess mycobacteria activity