PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS · Severino Grangeiro Júnior do Núcleo de Controle de Qualidade de Medicamentos e ... de fármacos poucos solúveis ... através de

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CINCIAS DA SADE

DEPARTAMENTO DE CINCIAS FARMACUTICAS

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIAS FARMACUTICAS

OBTENO DE COMPLEXOS DE INCLUSO

BENZNIDAZOL-CICLODEXTRINA EM SOLUO PARA O COMBATE DA

DOENA DE CHAGAS

MAGALY ANDREZA MARQUES DE LYRA

RECIFE

2010


CENTRO DE CINCIAS DA SADE

DEPARTAMENTO DE CINCIAS FARMACUTICAS

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIAS FARMACUTICAS

OBTENO DE COMPLEXOS DE INCLUSO BENZNIDAZOL-

CICLODEXTRINA EM SOLUO PARA O COMBATE DA

DOENA DE CHAGAS

Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao

em Cincias Farmacuticas da Universidade Federal de

Pernambuco, como requisito parcial para obteno do

grau de Mestre em Cincias Farmacuticas na rea de

concentrao: Produo e Controle de Qualidade de

Medicamentos.

Orientador: Prof. Dr. Pedro Jos Rolim Neto

Co-orientador: Prof. Dr. Fbio Santos de Souza

MAGALY ANDREZA MARQUES DE LYRA

RECIFE

2010

ii

Lyra, Magaly Andreza Marques de

Obteno de complexos de incluso benznidazol-ciclodextrina em soluo para o combate da doena de Chagas / Magaly Andreza Marques de Lyra. Recife: O Autor, 2010.

xv + 103 folhas: il., fig. e tab.

Dissertao (mestrado) Universidade Federal de Pernambuco. CCS. Cincias Farmacuticas, 2010.

Inclui bibliografia.

1. Medicamentos. 2. Doena de Chagas. 3. Solubilidade. 4. Ciclodextrinas. 5. Benznidazol. I. Ttulo.

615.3 CDU (2.ed.) UFPE

615.1 CDD (22.ed.) CCS2010-072

iv


REITOR

Prof. Dr. Amaro Henrique Pessoa Lins

VICE-REITOR

Prof. Dr. Gilson Edmar Gonalves e Silva

PR-REITOR PARA ASSUNTOS DE PESQUISA E PS-GRADUAO

Prof. Dr. Ansio Brasileiro de Freitas Dourado

DIRETOR DO CENTRO DE CINCIAS DA SADE

Prof. Dr. Jos Thadeu Pinheiro

VICE-DIRETOR DO CENTRO DE CINCIAS DA SADE

Prof. Dr. Mrcio Antnio de Andrade Coelho Gueiros

CHEFE DO DEPARTAMENTO DE CINCIAS FARMACUTICAS

Prof. Dr. Dalci Brondani

VICE-CHEFE DO DEPARTAMENTO DE CINCIAS FARMACUTICAS

Prof. Dr. Antonio Rodolfo de Faria

COORDENADOR DO PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIAS

FARMACUTICAS

Prof. Dr. Pedro Jos Rolim Neto

VICE-COORDENADORA DO PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM

CINCIAS FARMACUTICAS

Prof. Dr. Beate Saegesser Santos

v

Dedico aos meus dois amores,

minha me Ladijane e meu noivo Jonathan,

com carinho,

pelo amor, apoio e compreenso.

vi

AGRADECIMENTOS

Ao meu Deus, o criador de todas as coisas, por toda sabedoria e providncia fornecida

durante todos os momentos desta jornada.

Ao meu querido orientador, Prof. Dr. Pedro Rolim, pelos ensinamentos, incentivo, apoio,

amizade e carinho de pai cientfico, oferecidos durante vrias etapas da minha vida

acadmica e pessoal.

minha equipe de projeto Danilo Augusto, Jos Lamartine, dley Antonini, Larissa

Rolim e Fabiana Lcia (amiga querida e companheira de longas datas), assim tambm

Lariza Alves (participante especial em nosso grupo). Sou muito grata a vocs, pois foram

essenciais na execuo desta pesquisa.

Aos meus amigos LTM, Loureno Neto, Thays Gomes, Alexandre Couto, Ana Flvia,

Maria Luiza, Camila Tavares, lica Rodrigues, Graziella Marques, Keyla Emanuelle,

Amanda Vieira, Luse Lopes, Marina Melo, Rosali Silva, Mnica Soares, Geisiane

Presmich, Lvio Csar e Jeckson Luiz.

Aos professorores e colegas: Prof. Regina Bressan e colaboradora Jana Sandes do

Laboratrio de Microbiologia do grupo Ageu Magalhes; Prof. Beate Santos e

colaboradores Clayton Azevedo e Rayana Muniz do Laboratrio Ncleo de Pesquisas em

Nutrio Parenteral/UFPE; Prof. Mrio Engelsberg e colaborador Rmulo Tenrio do

Laboratrio de Ressonncia Magntica Nuclear; Prof. Miracy Muniz e colaborador

Severino Grangeiro Jnior do Ncleo de Controle de Qualidade de Medicamentos e

Correlatos. Agradecemos pela colaborao e toda a cincia compartilhada com o nosso

grupo de pesquisa.

Aos amigos queridos do Curso de Farmcia da UFPE, Regina Meira, Alexandra de

Paula, Patrcia Magalhes, Evelin Mirelly, da HEBRON, Wedja Pires, Eliane, Diogo e

Magda Tirbutino, do CEFET-PE, Paulo Aires, Michele Santana e Juliana Vital e da

IECE, Elaine Santana, Elilde Santana, Cludia Maria, Andresa Karine, Saulo de

Tarso, Paulo Leite, Ricardo Henrique, Elmison Junior, Joo Dasmasceno, Aparecida

http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=1&ved=0CAYQFjAA&url=http%3A%2F%2Fdgp.cnpq.br%2Fbuscaoperacional%2Fdetalhepesq.jsp%3Fpesq%3D4823759094501528&rct=j&q=Romulo+Pinto+Tenorio+lattes&ei=AZ_NS7eKH4iMuAeJr50s&usg=AFQjCNF5XnXdKWoSKTLV71YT99E74aeCsA

vii

Freire (em especial ao meu paizo Aurivan Marinho) por todos os momentos de alegrias

e amizade, e por todo o incentivo nesta caminhada.

Aos meus familiares, meus tios, Josaf Lira, Elizabete Quaresma, Carlos Lira e primas

Ester Marques e Eliziane Matoso, em especial meu irmo Luismar Lyra, minha cunhada

Alessandra Lyra e meus sogros Sandra ngela e Edinaldo Machado, por todo apoio e

ateno.

E a todos aqueles que direta ou indiretamente contriburam para a realizao deste trabalho.

viii

Para conseguir grandes coisas,

necessrio no apenas planejar,

mas tambm acreditar,

no apenas agir, mas tambm sonhar

(Anatole France)

No vai demorar que passemos adiante

uma grande e bela cincia

que faz arte em defesa da vida

(Carlos Chagas)

ix

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

BNZ Benznidazol

CD Ciclodextrinas

CI Complexo de Incluso

CLAE Cromatografia Lquida de Alta Eficincia

D2O gua Deuterada

DMSO Dimetilsulfxido

DNDI Iniciativa de Medicamentos para Doenas Negligenciadas

DR-X Difrao de Raios-X

DSC Calorimetria Diferencial de Varredura

1H RMN Ressonncia Magntica Nuclear de Hidrognio

HP--CD Hidroxipropril--ciclodextrina

IC50 Concentrao de Inibio de 50%

IV Infravermelho

LAFEPE Laboratrio Farmacutico do Estado de Pernambuco

LTM Laboratrio de Tecnologia dos Medicamentos

MEV Microscopia Eletrnica de Varredura

MS Ministrio da Sade

MSF Mdicos Sem Fronteiras

OMS Organizao Mundial de Sade

P&D Pesquisa e Desenvolvimento

PEG Polietilenoglicol

PVP Polivinilpirrolidona

RM- -CD Randomizada metilada- -ciclodextrina

SBE- -CD Sulfabutilter- -cicodextrina

TGA Anlise Termogravimtrica

x

LISTA DE SMBOLOS

% Porcentagem

C graus Celsius

nm Nanmetro

M Molar

comprimento de onda

Kobs Constante de degradao fotoqumica

Kc Constante de complexao

So Solubilidade intrnseca

Kg Quilogramas

g Microgramas

G Variao de energia livre de Gibbs

H Variao de entalpia

S Variao de entropia

m Micrometro

J.g-1

Joule por gramas

E Variao de energia

mM Milimolar

xi

LISTA DE FIGURAS

Artigo I

Figura 1. (1) Nifurtimox. (2) Benznidazol. Fonte: (OLIVEIRA et al., 2008). ..................... 12

Figura 2. Estruturas qumicas do Lapachol e seus derivados (-Lapachona e -Lapachona).

.............................................................................................................................................. 15

Artigo II

Figura 1. Diagrama de Solubilidade para avaliao dos complexos de incluso. ................ 33

Figura 2. Fotografias da Microscopia Eletrnica de Varredura (Grupo I) microfotografia

eletrnica de varredura do benznidazol (A), RMCD (B), MF (C), MLX (D), LIO (E) e

COE (F). (Grupo II) microfotografia eletrnica de varredura do benznidazol (G), SBECD

(H), MF (I), MLX (J), LIO (L) COE (M). ............................................................................ 44

Artigo III

Figura 1: Estrutura qumica do BNZ .................................................................................... 57

Figura 2: Difratograma de Raios-X do BNZ ........................................................................ 60

Figura 3: Estrutura molecular tridimensional do BNZ ......................................................... 61

Figura 4: Curva de DSC do BNZ para verificao da faixa de fuso .................................. 62

Figura 5: Curva de DSC do BNZ para verificao de polimorfos ....................................... 63

Figura 6: Espectro do BNZ no IV e pela tcnica de Raman................................................. 65

Figura 7: Fotomicrografias por MEV dos cristais do BNZ. ................................................. 66

Figura 8: Perfil de dissoluo do BNZ ................................................................................. 67

Artigo IV

Figura 1. (A) Estrutura qumica do BNZ e (B) da ciclodextrina natural CD (R = H) e

RMCD (R = CH3), (C) representao do complexo de incluso BNZ:CD. ....................... 75

Figura 2. Varredura espectrofotomtrica do BNZ em gua. ................................................ 81

Figura 3. Diagrama de solubilidade de fase do BNZ com diferentes CDs em gua a 25C. 82

xii

Fig. 4. Espectro de RMN 1H (300 MHz) do BNZ (0.8 mM), RM--CD e BNZ: RM--CD

(proporo molar 1:1). Amostras em D2O at 25 C. Picos marcados com asterisco (*) so

devido rotao do spin. ...................................................................................................... 86

Fig. 5. Espectro de 1H RMN (300 MHz) do BNZ (0.8 mM), -CD e BNZ: -CD (proporo

molar 1:1). Amostras em D2O at 25 C. Picos marcados com asterisco (*) so devido

rotao dos spins. .................................................................................................................. 86

Fig. 6. Jobs plots correspondendo ao deslocamento qumico de hidrognios (a) BNZ e da

(b) RM--CD (Ha)................................................................................................................ 87

Fig. 7. (A) Variao dos deslocamentos qumicos de hidrognios do BNZ (H-4, H-3 e H-5),

plotados em funo da frao molar. (B) Variao dos deslocamentos qumicos dos

hidrognios (H-2 e H-1), plotadoa em funo da frao molar. ........................................... 88

Fig. 8. Variao do tempo de reteno na presena de RM--CD (0,8 mM) a 25C.

Condies cromatogrficas: coluna: Shimadzu, C18, 5 m, 15 cm 0.46 cm, fase mvel:

acetonitrila/gua (50/50, v/v). ............................................................................................... 89

Fig. 9. Perfis de fotodegradao do BNZ e do complexo BNZ:RM-CD sob fotoexposio

de radiao em soluo aquosa. ............................................................................................ 91

Fig. 10. Porcentagem de inibio do crescimento de forma epimastigotas de T. cruzi com a

determinao da IC50 aps 48 horas de cultivo do BNZ (IC50 = 0,037 mM) e do complexo

BNZ: RM--CD (IC50 = 0,027 mM). Cada ponto representa a mdia desvio padro de

dois experimentos independentes realizados em triplicata. .................................................. 92

Fig. 11. Efeitos citotxicos do BNZ, BNZ: RM--CD e RM--CD nas concentraes de

0,025, 0,05, 0,1 e 0.2 mM em clulas de macrfagos incubadas por 48 h a 37oC e 5% CO2.

Dados expressados em % de viabilidade celular (cada ponto representa a mdia desvio

padro de 4 experimentos). *** Significncia estatstica com p

xiii

LISTA DE TABELAS

Artigo I

Tabela 1. Resultado da Busca dos recursos investidos em doena de Chagas: 2002-2008.

.............................................................................................................................................. 22

Tabela 2. Resultado da Busca dos recursos investidos em benznidazol: 2005-2006. ...... 22

Tabela 3. Resultado da Busca dos projetos com benznidazol: 2005-2006. ...................... 22

Tabela 4. Publicaes por autores brasileiros nas sete doenas do programa de P&D em

doenas negligenciadas......................................................................................................... 23

Artigo IV

Tabela 1.Constantes aparente de complexao (K1:1) e parmetros termodinmicos da

complexao do BNZ com CDs determinada pelo diagrama de solubilidade de fases, 25C.

.............................................................................................................................................. 83

xiv

SUMRIO

1 INTRODUO ................................................................................................................. 2

2 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 5

2.1 Objetivo Geral .................................................................................................................. 5

2.2 Objetivos Especficos ....................................................................................................... 5

Captulo I ............................................................................................................................... 6

3 REVISO BIBLIOGRFICA ......................................................................................... 6

3.1 Artigo I - Doena de Chagas: Cem anos de descoberta................................................... 7

3.2 Artigo II. Ferramentas Analticas Aplicadas Caracterizao de Complexos de

Incluso Frmaco-Ciclodextrina .......................................................................................... 29

Captulo II ........................................................................................................................... 54

4 CARACTERIZAO FSICO-QUMICA DA MATRIA PRIMA

BENZNIDAZOL ................................................................................................................. 54

4.1 Artigo III - Caracterizao Fsico-Qumica do Tripanomicida Benznidazol para o

Desenvolvimento de Medicamentos ..................................................................................... 55

Captulo III .......................................................................................................................... 71

5 OBTENO E CARACTERIZAO DE COMPLEXOS DE INCLUSO

(CICLODEXTRINA E BENZNIDAZOL) EM SOLUO ........................................... 71

5.1 Artigo IV Investigao do complexo benznidazol-ciclodextrina: Uma nova

perspectiva no tratamento da doena de Chagas .................................................................. 72

6 CONCLUSES ................................................................................................................ 99

7 PERSPECTIVAS ........................................................................................................... 101

8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................................ 103

xv

RESUMO

A doena de Chagas uma enfermidade endmica na Amrica Latina que acomete

aproximadamente 9,8 milhes de pessoas, sendo classificada pela Organizao Mundial de

Sade como uma doena negligenciada (mais prevalente nos pases em desenvolvimento).

A quimioterapia atual para essa doena ainda se baseia no nico frmaco de escolha, o

benznidazol (BNZ), mesmo sendo muito txico e de baixa solubilidade. As ciclodextrinas

(CD) tm sido bastante utilizadas no desenvolvimento de produtos farmacuticos,

particularmente devido s suas propriedades complexantes, as quais promovem incremento

na solubilidade de frmacos poucos solveis. Estas melhorias nas propriedades fsico-

qumicas das molculas encapsuladas podem ser identificadas atravs de diversas

metodologias analticas que permitem detectar a formao dos complexos. Diante do

exposto, o objetivo deste trabalho foi investigar e caracterizar a formao de complexos de

incluso (CI) entre o BNZ e as CDs em soluo aquosa. Foram utilizados CD naturais

(,,) modificadas (metilada e randomizada). A formao do complexo foi avaliada pelo

diagrama de solubilidade de fases, estudos de ressonncia magntica nuclear e estudos de

fotoestabilidade. A atividade tripanocida in vitro, bem como a citotoxicidade em clulas de

mamferos foram tambm investigados tanto para o BNZ como para os complexos. O

diagrama de solubilidade de fases observado foi do tipo AL, evidenciando a formao de CI

de incluso solveis de estequiometria 1:1, confirmada pelo mtodo de variao contnua

(Jobs plot). Na avaliao da fotoestabilidade, os dados obtidos indicaram que a CD

modificada (RM--CD), a qual apresentou o maior incremento de solubilidade, retardou a

fotodegradao do BNZ. Os ensaios de citotoxicidade mostraram que os CI foram capazes

de diminuir os efeitos txicos causados pelo BNZ e que a atividade tripanocida do frmaco

no foi alterada pela complexao. Neste sentido, a complexao do BNZ com a CD uma

alternativa promissora para o desenvolvimento de uma forma farmacutica lquida, segura e

eficaz para o combate a doena de Chagas.

PALAVRAS CHAVE: Doena de Chagas, Solubilidade, Ciclodextrinas, Benznidazol.

xvi

ABSTRACT

Chagas disease is illness endemic in Latin America that affects approximately 9.8 million

people and It is classified by World Health Organization as a neglected disease (more

prevalent in development countries).The Current chemotherapy for this illness is still based

on benznidazole (BNZ), which is very toxic and has low solubility. The cyclodextrins

(CDs) have been must used in pharmaceutical products development, particularly to your

properties of complexation, mainly for the increase the solubility of solubility poorly. These

variations physical-chemical properties of the molecules guests are identificaded using

analytic methodologies that allow to detect the formation of the complexes. The objective

of this study was to investigate and characterize the formation of inclusion complexes (IC)

between the BNZ and CDs in aqueous solution. Natural cyclodextrins (, , ) had been

used beyond derivatives of the -cyclodextrins (randomized and methylated). The complex

formation was evaluated by the phase solubility diagram, nuclear magnetic resonance and

photostability assay. The in vitro trypanocidal activity, as well as the cytotoxicity against

mammal cells of both BNZ and complexes was also investigated. The phase-solubility

diagram displayed an AL-type feature, evidencing the formation of soluble IC. The

continuous variation method (Jobs plot) showed the existence of a complex with 1:1

stoichiometry. In the evaluated of photostability, the results shown that the CD derivatives

(RM--CD), evidenced the higher increase in solubility, decrease the photostability of

BNZ. The toxicity assays demonstrated that inclusion complexes were able to decrease the

toxic effects caused by BNZ alone and that no interfered with the trypanocidal activity of

the BNZ. In this sense, the use of CI (BNZ: CD) is a promising alternative for the

development of a liquid formulation, safe and stable, and a new therapeutic option for the

treatment of Chagas disease.

KEYWORDS: Chagas disease, Solubility, Cyclodextrins, Benznidazole.

1

LYRA, M. A. M. Obteno de complexos de incluso benznidazol-ciclodextrina em soluo para o combate

da doena de Chagas.

Introduo

2


da doena de Chagas.

1 INTRODUO

A tripanossomase humana sul-americana ou doena de Chagas uma doena

negligenciada. Estima-se que a prevalncia global da doena de Chagas seja de 9,8 milhes

de pessoas infectadas. A batalha contra esta doena, resultado da infeco pelo

Trypanosoma cruzi, j obteve xitos na interrupo da transmisso vetorial e transfusional

da doena na maioria dos pases endmicos, contudo, estas pessoas infectadas ainda no

dispem de um tratamento medicamentoso adequado (SCHOFIELD; JANNIN;

SALVATELLA, 2006).

Desde a descoberta da doena em 1909 por Carlos Chagas inmeros agentes

quimioterpicos j foram e esto sendo testados por cientistas de todo o mundo, estes tm

trabalhado no desenvolvimento de novas alternativas teraputicas para o tratamento desta

doena, da descoberta de novos alvos bioqumicos ao desenvolvimento de novas molculas

com potencial de ao anti-trypanossoma cruzi (COURA & CASTRO, 2002).

Apesar de no ser o frmaco ideal, o benznidazol atualmente o frmaco de escolha

para o tratamento desta doena. O conhecimento aprofundado sobre o frmaco e tcnicas

mais eficazes de vetorizao do mesmo em formas farmacuticas poder possibilitar o

desenvolvimento de novas alternativas teraputicas, disponibilizando para a populao em

um curto espao de tempo e com menor custo quando comparado a uma nova molcula a

ser introduzida na teraputica (DOCAMPO, 2001).

A solubilidade dos frmacos aos fludos biolgicos tambm se faz uma das mais

importantes barreiras eficcia do medicamento. Frmacos que apresentam baixa

solubilidade aquosa, como o benznidazol (BNZ), apresentam dificuldades de absoro e

conseqentemente de exercerem a sua ao farmacolgica. Diversas tcnicas j empregadas

na prtica acadmica e industrial que possibilitam por meio de diferentes processos o

incremento da solubilidade do frmaco, entre estes se podem citar a complexao de

frmacos com ciclodextrinas (FRANCO et al., 2009).

Ciclodextrinas (CDs) so oligossacardeos cclicos formados por molculas de D-

glicose, onde a presena das hidroxilas livres na parte externa das CDs confere a essas

3


da doena de Chagas.

molculas um carter hidroflico. Esse arranjo estrutural das molculas de glicose nas CDs

possibilita a utilizao desses compostos como hospedeiros na formao de complexo de

incluso (CI). A presena de uma cavidade hidrofbica e de grupos hidroxilas livres na

parte externa da molcula permite a solubilizao em meio aquoso de compostos de

baixa solubilidade. Esse aspecto molecular tem possibilitado a utilizao de CDs em

diferentes reas da cincia e tecnologia, sendo o principal domnio de aplicao indstria

farmacutica (BRITTO, JNIOR & SANTOS, 2004).

As propriedades fsico-qumicas do frmaco e da CD livre so relativamente

diferentes das que possuem estes compostos quando esto complexados. Em soluo,

estabelece-se um equilbrio entre as molculas hspedes complexadas e no complexadas.

Entre todas as propriedades das molculas hspedes que se pretendem alterar por

complexao com CDs, a solubilidade sem dvida aquela que mais interessa em termos

de aplicaes farmacuticas (RIBEIRO, 2005).

As fracas interaes que ocorrem entre a molcula complexada e a CD,

caracterstica intrnseca do sistema molecular, dificultam a utilizao de algumas tcnicas

analticas aplicadas soluo (BRITTO et al., 2004), mas variaes nas propriedades

fsico-qumicas das molculas hspedes podem ser identificadas atravs de algumas

ferramentas analticas, que permitam detectar a formao dos complexos. A maioria dos

estudos de caracterizao de CI com CDs em soluo so por espectroscopia de absoro

UV-Vis, tcnica de fluorescncia e espectroscopia de RMN H1 (FRANCO et al., 2009;

MILLER, CARRIER & AHMED, 2007).

Dentre as linhas de pesquisa envolvendo o BNZ, o desenvolvimento de uma

formulao lquida, atravs de diferentes alternativas tecnologicas como os CI, visa

introduzir na teraputica mundial, novas persperctivas para o tratamento da doena de

Chagas, sempre associando os preceitos da Tecnologia Farmacutica s necessidades de

produo de medicamentos com qualidade, segurana e eficcia, fazendo com que o acesso

da populao infectada ao medicamento seja ampliado.

4


da doena de Chagas.

Objetivos

5


da doena de Chagas.

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Obteno e caracterizao de complexos de incluso do frmaco benznidazol com

ciclodextrinas para incrementar a taxa de solubilizao deste frmaco em soluo.

2.2 Objetivos Especficos

Caracterizar fsico-qumicamente a matria-prima benznidazol;

Obter complexos de incluso em soluo de benznidazol com ciclodextrinas;

Realizar estudo de solubilidade de fases;

Caracterizar os complexos de incluso atravs de diferentes tcnicas analticas;

Realizar estudo de fotoestabilidade do frmaco e dos complexos de incluso em

soluo aquosa;

Avaliar a atividade tripanocida e a citotoxiciade dos complexos.

6


da doena de Chagas.

Captulo I

3 REVISO BIBLIOGRFICA

3.1 Artigo I - Doena de Chagas: Cem anos de descoberta

Artigo publicado: Revista Brasileira de Farmcia

3.2 Artigo II - Ferramentas Analticas Aplicadas a Caracterizao de

Complexos de Incluso Frmaco-Ciclodextrina

Artigo submetido Revista Brasileira de Cincias Farmacuticas Bsica e

Aplicada

7


da doena de Chagas.

3.1 Artigo I - Doena de Chagas: Cem anos de descoberta

Chagas disease: 100 years of discovery

Magaly Andreza Marques de Lyra2, Jos Lamartine Soares Sobrinho

1, Danilo Augusto

Ferreira Fontes2, Mnica Felts de La Roca Soares

1,2 & Pedro Jos Rolim Neto

2

1Departamento de Cincias Farmacuticas - Universidade Federal do Piau UFPI

2Laboratrio de Tecnologia dos Medicamentos LTM Universidade Federal de

Pernambuco-UFPE

RESUMO

A doena de Chagas uma enfermidade endmica na Amrica Latina que acomete

aproximadamente 9,8 milhes de pessoas aps cem anos de sua descoberta. Atualmente, a

doena de Chagas classificada pela Organizao Mundial de Sade (OMS) como uma

doena negligenciada (mais prevalente nos pases em desenvolvimento) e que no dispe

de tratamentos eficazes ou adequados. A busca por alternativas ao combate doena de

Chagas tem sido registrada ao longo desse tempo por pequenos grupos, contudo, tem-se

apenas o benznidazol disponvel em territrio nacional como agente teraputico. Diante

disso, este trabalho objetivou traar um panorama situacional da doena de Chagas,

enfocando as aes no combate parasitose, epidemiologia da doena, mercado de

medicamentos, tratamentos utilizados, novos frmacos, tecnologia farmacutica aplicada a

frmacos j utilizados, alm das polticas e aes governamentais integradas.

PALAVRAS CHAVE: Benznidazol, Doena de Chagas, Doenas negligenciada.

8


da doena de Chagas.

ABSTRACT

Chagas disease is a illness endemic in Latin America that affects approximately 9.8 million

people after one hundred years its discovery. Currently, Chagas disease is classified by

World Health Organization (WHO) as a neglected disease (more prevalent in development

countries) and that has no effective treatments or appropriate. The search for alternatives to

combat Chagas' disease has been reported during that time by small groups, however, only

the benznidazole is available in national territory. Thus, this study aimed to verify the

Chagas disease situational, focusing on actions to combat the parasite, disease

epidemiology, market for drugs, treatments used, new drugs, technology applied to

pharmaceutical drugs already used in addition to government policies and actions integral.

KEYWORDS: Benznidazole, Chagas disease, Neglected disease.

INTRODUO

Em fevereiro de 1909, o mdico sanitarista Carlos Chagas, aps isolar o parasito

Tripanosoma cruzi, um protozorio hemoflagelado da famlia Trypanosomatidae e ordem

Kinetoplastida, conclui todo o ciclo biolgico da doena e posteriormente a identificao

do vetor. Em sua homenagem foi denominada doena de Chagas. Essa descoberta

considerada at hoje, nica na histria da cincia e sade brasileira 1.

A doena de Chagas uma enfermidade endmica na Amrica Latina, afetando em

torno de 10 milhes de pessoas. A doena continua sendo um grave problema de sade

pblica na Amrica Latina, onde se estima que 4% a 5% da populao possa estar infectada

pelo T. cruzi. Minas Gerais considerado um dos Estados brasileiros com maior

prevalncia da endemia chagsica, tendo sido coincidentemente o palco da descoberta da

doena 2.

Atualmente, a doena de Chagas classificada pela Organizao Mundial de Sade

(OMS) como uma doena negligenciada, devido proposta de classificao das doenas

9


da doena de Chagas.

em globais (ocorrem em todo o mundo), negligenciadas (mais prevalentes nos pases em

desenvolvimento) e mais negligenciadas (exclusivas dos pases em desenvolvimento).

Essas denominaes representam uma evoluo do termo "doenas tropicais" por

contemplar os contextos de desenvolvimento poltico, econmico e social 3

.

Aes ao longo desses cem anos aes tm sido tomadas no combate enfermidade.

O combate doena existe, porm o conhecimento produzido, ainda, no se reverteu de

forma efetiva em avanos teraputicos, como por exemplo, novos frmacos, mtodos de

diagnsticos e/ou vacinas, apontando a necessidade de institucionalizar mecanismos que

levem os produtores a desenvolver pesquisas para o tratamento de doenas prprias da

realidade sanitria dos pases pobres 4.

Ao enfrentar a escassez ou falta de um tratamento adequado para essas doenas,

pases atingidos por essas endemias tm, em sua populao um custo elevado em

decorrncia das co-morbidades trazidas por essas enfermidades. Como por exemplo, no

Brasil, os custos anuais sociais da doena de Chagas chegam prximo a 1 bilho de reais 5.

Diante do exposto, o trabalho objetivou traar um panorama situacional da doena

de Chagas, enfocando as aes no combate a parasitose, discutindo aspectos tais como:

epidemiologia da doena, mercado de medicamentos, tratamentos utilizados, novos

frmacos, modelos de avaliao de ativos, tecnologia farmacutica aplicada a frmacos j

utilizados, alm das polticas e aes governamentais integradas.

EPIDEMIOLOGIA DA DOENA DE CHAGAS

As doenas negligenciadas afetam milhares de pessoas ao redor do mundo, mas no

dispem de tratamentos eficazes ou adequados. Em sua maioria, so doenas tropicais

infecciosas que atingem principalmente pessoas de baixa renda, como exemplo, a doena

de Chagas na Amrica Latina, que gera um impacto devastador sobre a humanidade 6.

Em torno de 1 bilho de pessoas, um sexto da populao mundial, sofre de uma ou

vrias doenas negligenciadas. Na Amrica Latina, a doena de Chagas, transmitida pelo T.

10


da doena de Chagas.

cruzi, popularmente conhecido como tripanossoma americano, considerada uma das mais

importantes infeces parasticas, abrangendo do Mxico at a Argentina 7.

As tripanossomases so mais comuns em reas tropicais e subtropicais do mundo.

Mas como essas infeces parasticas acometem muitos pacientes imunocomprometidos,

so tambm encontradas em pases desenvolvidos 8.

Os dados epidemiolgicos nos mostram que no incio de 1980, o nmero estimado

de infectados era de 16 a 18 milhes, com uma incidncia anual de 300 000 casos. J em

2007, os valores citados foram 8 milhes de infectados com 50 000 novos casos por ano e

14 000 mortes relacionadas a complicaes da doena 9,10

.

Em diversas reas do sul da Amrica do Sul, a incidncia nos ltimos 10 a 15 anos

da transmisso por T. cruzi em pessoas vem reduzindo-se com declnio de

aproximadamente 73% 11

. Na Colmbia, estima-se que quase 5% da populao esteja

infectada e, que cerca de 20% est em perigo de adquirir a doena 12

.

A luta contra a doena de Chagas baseada principalmente no

combate ao seu vetor. A batalha pela interrupo de sua transmisso vetorial e transfusional

j obteve xito em pases endmicos como Chile, Uruguai e Brasil. No que diz respeito aos

pases andinos e da Amrica Central, o combate doena parasitria menos avanado,

dificultado pelo elevado nmero de espcies vetores 13

.

Existem centenas de espcies conhecidas de triatomneos, mas poucos tm um

papel evidente na transmisso aos seres humanos. Triatoma infestans uma das espcies

antropoflica que participa da transmisso do parasito nos pases do Cone Sul (Brasil, Chile,

Argentina, Uruguai, Paraguai e Bolvia) 5,10

.

Alm dos vetores, existem espcies animais, selvagens e domsticas, que servem de

reservatrio para o parasito. Um inseto no infectado ao picar um desses animais torna-se

capaz de transmitir a doena 14,15

.

Em reas endmicas, a infeco pelo T. cruzi tem acontecido geralmente aps o

contato com as fezes de triatomneos sugadores de sangue, por transmisso congnita, por

transplante de rgos e transfuso sangunea 16

. Com a migrao macia das zonas rurais

para as zonas urbanas na Amrica Latina, a transmisso transfusional e congnita so mais

11


da doena de Chagas.

observadas em zonas onde a transmisso vetorial foi eliminada 17

. A transmisso tambm

possvel atravs de plaquetas, plasma, crioprecipitado e aglomerados de clulas brancas do

sangue 10

.

A doena no est confinada apenas na Amrica do Sul, com a imigrao

internacional, estima-se que 700.000 pessoas infectadas estejam vivendo fora do continente

americano. Casos recentes na Europa, sobretudo na Espanha, devido s migraes da

Amrica Latina, as transmisses tm sido descritas por transfuso, transmisso congnita e

transplante 18,19

. Outros pases da Europa, em menor proporo, depararam-se com esta

nova realidade, como o caso da Sua, Itlia e Frana, que tem vrios casos

diagnosticados entre os bolivianos migrantes nos ltimos anos 20

.

DOENAS NEGLIGENCIADAS X MERCADO DE MEDICAMENTOS

As doenas negligenciadas um problema global de sade pblica, contudo, os

centros de pesquisa e desenvolvimento (P&D) das indstrias farmacuticas so quase

sempre focados nas doenas globais, para as quais medicamentos podem ser produzidos e

comercializados com gerao de maiores lucros. Com baixo poder aquisitivo e sem

influncia poltica, os pacientes e sistemas de sade de pases subdesenvolvidos no

conseguiriam gerar o retorno financeiro exigido pela maior parte das empresas que

desenvolvem medicamentos 4.

Alm disso, medicamentos atualmente disponveis so de difcil acesso a alguns

pases menos desenvolvidos e, observa-se uma crescente resistncia da enfermidade com o

seu uso na teraputica 2.

Entre 1975 e 2004, apenas 21 medicamentos foram registrados para doenas

tropicais, constituindo estas, mais de 11% da carga global de doenas. Durante o mesmo

perodo, para outras doenas foram registrados 1.535 medicamentos 6,21

.

Vrios centros de pesquisas e rgos de sade, como Instituto Pasteur Frana;

Instituto de Pesquisa Mdica do Qunia Qunia; Ministrio da sade da Malsia

Malsia; Mdicos sem fronteiras Internacional; Fundao Oswaldo Cruz Brasil, Centro

de Otimizao de Candidatos a Medicamentos, Epichem (Austrlia), Universidade de

12


da doena de Chagas.

Murdoch (Austrlia), Universidade Federal de Pernambuco (Brasil) e Universidade Federal

de Ouro Preto (Brasil), se empenham, tanto para melhora do tratamento atual, quanto para

criao de novos frmacos, com planos de ao para garantir que novos medicamentos

sejam desenvolvidos e os que j existem para o tratamento de doenas negligenciadas, em

especial a doena de Chagas, possam se tornar acessveis populao 22.

Entre os medicamentos encontrados no mercado para o tratamento da doena de

Chagas (Fig. 1), o nifurtimox teve seu uso interrompido, por apresentar muitos efeitos

secundrios, tendo apenas o benznidazol (BNZ) disponvel no mercado, ainda com uma

srie de restries, como: baixa eficcia na fase crnica da doena, significativas variaes

regionais na eficcia devido ao surgimento de resistncia do T. cruzi, alta taxa de abandono

do tratamento devido aos efeitos colaterais causados pelos medicamentos, longo perodo de

tratamento (30 a 60 dias) e a inexistncia de formulao peditrica, mas ainda assim, ele

considerado o frmaco de escolha 24,25.

Figura 1. (1) Nifurtimox. (2) Benznidazol. Fonte: (OLIVEIRA et al., 2008).

O rgo internacional DNDi (sigla em ingls para iniciativa de Medicamentos para

Doenas Negligenciadas - Drugs for Neglected Diseases initiative), cujo objetivo criar e

estimular esforos para a Pesquisa e o Desenvolvimento (P&D) de medicamentos para as

doenas negligenciadas, como a doena de Chagas21

, visa em seu portflio de projetos, o

desenvolvimento da primeira formulao de BNZ peditrico, assinando acordo com o

Laboratrio Farmacutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE), atual detentor da patente

do benznidazol 26

.

13


da doena de Chagas.

Embora as perspectivas em relao P&D de medicamentos para as doenas

negligenciadas tenham melhorado a partir de 2003, as necessidades dos pacientes nos

pases em desenvolvimento ainda esto longe de serem atendidas. Aproximadamente 3,1

mil pacientes com Chagas foram tratados pelos mdicos sem fronteiras (MSF) e apenas

cerca de 2,8 mil finalizaram o tratamento com xito 27

.

TRATAMENTO DA DOENA DE CHAGAS

A tripanossomase americana continua sendo um problema de sade pblica

significante e o potencial teraputico dos agentes antichagsico ainda muito limitado 25

.

No tratamento da doena de Chagas dispe-se apenas do BNZ. Estudos mostraram

que utilizando a dose na fase aguda de 5 a 7 mg/kg, 2 vezes ao dia, durante 60 dias,

obtem-se 60 70% de curas parasitolgicas, tendo como principal efeito secundrio, a

dermatite alrgica que pode acompanhar-se de sinais gerais. Sua limitao para crianas

e lactentes, pois no existe apresentao peditrica 10

.

De acordo com a Organizao Mundial de Sade, estas infeces parasticas so

parte de um grupo de doenas negligenciadas, em que a quimioterapia ainda precisa ser

melhorada dentro das janelas teraputicas (extenso de tempo em que a concentrao do

medicamento oferece o desejado efeito: quando reduzida, o efeito est aqum do desejado

e, quando acima, aparecem os efeitos txicos) 28

.

FONTES DE NOVOS FRMACOS

O desenvolvimento de frmacos antiparasitrios pode surgir atravs de experimentos

com produtos naturais ou sintticos que tenham similaridade com compostos com

reconhecida atividade para outras doenas ou atravs de alvos metablicos especficos para

um determinado parasita que se quer atingir 29

. Como perspectivas para o tratamento

experimental da doena de Chagas, vrios alvos esto sendo descobertos atravs de estudos

14


da doena de Chagas.

metablicos e bioqumicos do T. cruzi, entre os quais, a sntese de esteris e enzimas

essenciais ao desenvolvimento e multiplicao desse parasita 30

.

Os difundidos na natureza podem ser isolados de fungos, de plantas superiores, de

organismos marinhos e de mamferos, como exemplo os alcalides -carbolnicos,

mostrando uma considervel atividade parasiticida contra o T. cruzi 31

.

Vrios outros compostos naturais e sintticos foram testados para identificar agentes

com efeitos inibitrios e/ou txicos em T. cruzi. Entre eles, alcalide piperina, lignanas

grandisinas e veraguensinas tetraidrofurnica, flavonides 5,4 - dihidroxi-7-

metoxiflavonona e 5,4-dihidroxi-3,6,7-trimetoxiflavona, e compostos aromticos sintticos

bisfosfonatos e diamidinas que demonstraram atividade in vitro contra formas

tripomastigotas e/ou amastigotas 25

.

As diamidinas aromticas mostraram-se promissoras como futuros agentes eficazes

no tratamento de diversas infeces parasitrias, incluindo o T. cruzi. Entre elas, a

pentamidina o nico composto desta classe que foi significativamente usado em seres

humanos 8.

A lignana tetraidrofurnica na sua biotransformao conduziu formao de um

novo metablito caracterizado como 3,4-dimetil-2-(4-hidroxi-3,5-dimetoxifenil)-5-

metoxi-tetraidrofurano. O metablito foi analisado contra o parasita T. cruzi, demonstrando

atividade tripanomicida similar ao precursor natural 32

.

Diversas plantas tm se apresentado como rica fonte de substncias com atividade

contra as formas amastigota, epimastigota e tripomastigota do T. cruzi e, se mostram como

uma das direes promissoras na busca de frmacos eficazes na preveno e tratamento da

doena de Chagas. Dentre os compostos encontrados nas plantas, as quinonas, flavonides,

alcalides, terpenos e xantonas presentes nos vegetais, foram testados para avaliar alguma

atividade contra as diferentes formas do parasito 33

.

As naftoquinonas representam uma importante classe de produtos naturais, com

uma grande variedade de atividades biolgicas, das quais se podem citar as atividades

antiparasitrias 34

. O lapachol e seus derivados (Fig. 2) so exemplos de naftoquinonas

presentes em vrias espcies vegetais, os quais apresentaram atividade contra as formas

15


da doena de Chagas.

amastigota, epimastigota e tripomastigota do parasito. O seu derivado de transformao

qumica, a 3-alil--lapachona, foi ativo contra formas tripomastigotas e tem sido sugerido

como uma droga alternativa para o uso em bancos de sangue. Alm disso, a epoxi--

lapachona, um derivado da -lapachona, apresentou um perfil de baixa toxicidade e uma

significativa atividade inibitria contra as formas epimastigota e amastigota do T.cruzi 28

.

Lapachol

O

O

O

H3C CH3

Lapachona

CH3

CH3

Lapachona

Figura 2. Estruturas qumicas do Lapachol e seus derivados (-Lapachona e -Lapachona).

Fonte: (ALVES, 2004)

PESQUISAS EM ANDAMENTO / SNTESE DE NOVOS FRMACOS / NOVOS

MODELOS IN VITRO X IN VIVO PARA AVALIAO DE FRMACOS

Novos frmacos seguros e eficazes contra infeces parasitrias so de extrema

necessidade. Atualmente, muitos deles em uso no tratamento, apresentam vrios problemas

de toxicidade, eficcia varivel, falta de biodisponibilidade e a necessidade de

administrao parenteral. Alm disso, devido resistncia aos frmacos, tem que se visar

caminhos bioqumicos no parasito, que no traga efeitos secundrios para os pacientes 8.

Pesquisas realizadas em busca de novos agentes antichagsicos tm sido feitas

tambm entre as fitolexinas, substncias naturais produzidas pelas plantas como mecanismo

de defesa contra bactrias, fungos e insetos. Entre os metablitos secundrios produzidos

pelo vegetal Cruciferous, as fitolexinas apresentaram efeitos antitripanossomal,

demonstrando propriedades antiproliferativa significante nas formas amastigotas

16


da doena de Chagas.

intracelular do T. cruzi, sendo ento uma perspectiva de ser um candidato para o

desenvolvimento de frmaco antichagsico 25

.

Os compostos derivados de tetrahidro-1-benzazepino foram investigados

sinteticamente e farmacologicamente contra os tripanossomas. Compostos que contm esta

unidade heterocclica possuem uma larga escala de atividades biolgicas e alguns desses

derivados tm sido obtidos com a possibilidade de serem agentes antitripanossomal quando

usados como inibidores da diidrofolato redutase, enzima do T. cruzi 36

.

Paula et al. 24

, obtiveram vrios derivados do 5-nitro-heterocclico, nitrocompostos,

os quais apresentaram atividade de inibio sobre o crescimento da forma epimastigota,

sendo relevante por devido a uma avaliao preliminar do efeito antiproliferativo do agente

antichagsico.

Considerando que o ergosterol o principal esterol do T. cruzi, na ltima dcada, as

pesquisas vm sendo orientadas para o desenvolvimento de um inibidor eficaz desse

esterol, e assim, neste parasito, etapas da biossntese de esteris que so divergentes em

relao sntese realizada por clulas de mamferos tm sido intensamente estudadas como

alvo quimioterpico 12

.

A verificao da atividade tripanossomicida de cumarinas e estiril-2-pironas obtidos dos

extratos da Polygala sabulosa (Polygalaceae) contra as formas epimastigota, tripomastigota

sangunea e amastigota de T. cruzi foram avaliadas in vitro, mostrando potente ao

tripanocida sob as formas epimastigotas 37

. Assim, tambm foi demonstrado com o cido

snico, isolado dos extratos da Cladonia substellata, a sua atividade contra epimastigotas

do T. cruzi em concentraes de 5 a 30 g/mL 33

.

Uma nova srie de derivados de tiosemicarbazona e aminoacil-tiazolidonas foi

sintetizada por Leite et al 38

. As estruturas qumicas sugerem que estes compostos possam

ter atividade anti-T. cruzi. A avaliao biolgica indica que alguns destes compostos so

capazes de inibir o crescimento de T. cruzi em concentraes no citotxicas para clulas

de mamferos 38

.

Diante da extensa lista de diferentes classes de compostos que apresentaram

atividade in vitro e in vivo sobre T. cruzi, somente alopurinol, itraconazol, fluconazol e

17


da doena de Chagas.

posoconazol foram submetidos a ensaios clnicos desde a introduo do nifurtimox e do

BNZ. Este fato se deve em muitos casos inexistncia da indicao do efeito potencial

txico e/ou teratognico (em geral somente analisado em modelos in vitro), enfatizando a

necessidade do desenvolvimento de modelos experimentais mais adequados, bem como a

padronizao de protocolos de ensaio in vitro, para chegar-se a um frmaco que possa ser

posteriormente submetido a ensaios clnicos 39

.

Os dados divulgados pelo DNDi, informaram que o planejamento do

desenvolvimento de novas opes de tratamento para a doena de Chagas, desde a

otimizao de molculas na fase inicial do screening realizao de testes em modelos in

vivo, especialmente camundongos e ces, para avaliao da eficcia e segurana dos

compostos. Entre eles os compostos azlicos, so os mais novos candidatos para

desenvolvimento pr-clnico e clnico 40

.

Diante das formas indeterminadas e complicaes tardias da doena de Chagas, a

legitimidade do tratamento etiolgico tem sido alvo de muitas discusses. Estudos tm

sido realizados em animais e indivduos infectados, com o objetivo de avaliar o

tratamento com BNZ. Nos animais, o tratamento preveniu o desenvolvimento de doena

cardaca grave, apesar da erradicao incompleta do parasito. Nos indivduos houve uma

reduo no risco de progresso de ataques cardacos e o aumento da percentagem no

negativismo de sorologia, sem os efeitos secundrios graves observados 10

.

Testes realizados com derivados de nitro-2-furil apresentaram uma excelente

atividade anti- T.cruzi frente ao nifurtimox, verificado atravs de estudo em animais

saudveis com administrao por via oral e intraperitoneal. De acordo com a porcentagem

da sobrevivncia dos animais, resultados histolgicos, bioqumicos e hematolgicos, trs

derivados do nitro-2-furil foram selecionados para serem testados in vivo como agentes

antichagsicos. Aps anlise da relao entre a estrutura qumica e a toxicidade aguda

anti- T. cruzi, o derivado 4-hexil-1-3-5-tri-nitro-2-furil-2-propinilideno apresentou melhor

atividade antiparasitca e menor toxicidade 5.

Estudos realizados com pacientes crnicos submetidos ao tratamento com BNZ

revelaram que somente um pequeno percentual dos pacientes tratados evoluiu para a

18


da doena de Chagas.

forma grave da cardiomiopatia chagsica crnica, reforando a idia de que o tratamento

pode alterar a evoluo para esta forma. J os estudos com jovens crnicos tratados com o

BNZ demonstraram cerca de 60% de negativao da sorologia e que todos ficaram menos

vulnerveis a desenvolver danos cardacos em relao ao grupo no tratados 41

.

As alternativas de tratamento atual na doena de Chagas so poucas, apresentando

eficcia clnica varivel, mas at hoje ainda no foi desenvolvida nenhuma opo

teraputica efetiva. Um nmero de novos frmacos foi relatado por serem eficazes contra o

T. cruzi tanto in vitro como in vivo, mas nenhum foi considerado completamente

satisfatrio 31, 33

.

TECNOLOGIA FARMACUTICA X BENZNIDAZOL

O BNZ um derivado de 2-nitroimidazol (Fig. 1 (2)) com importante estrutura

qumica medicinal, que mostra um largo espectro de atividade farmacolgica,

principalmente no tratamento da doena de Chagas. Um dos mecanismos de ao relatado

relacionado reduo do metabolismo do parasita, pois utiliza o NADH-dependente

mitocondrial para a sua ativao como um pr-frmaco 42

.

Apesar do BNZ no ser o frmaco ideal, devido sua toxicidade, alm da baixa

solubilidade em gua, ele o frmaco de escolha para o tratamento da doena de Chagas. O

uso de alternativas tecnolgicas, como a obteno de complexo de incluso com as

ciclodextrinas, tem sido particularmente usada devido s suas propriedades complexantes,

por aumentar a solubilidade e dissoluo dos frmacos pouco solveis e conseqentemente

sua biodisponibilidade 43

.

Outra tcnica utilizada pelos pesquisadores na rea da tecnologia farmacutica a

obteno de disperses slidas, utilizando carreadores solveis em gua, como os

polmeros hidroflicos, o polivinilpirrolidona (PVP) e o polietilenoglicol (PEG), que tm

sido largamente empregados nestes sistemas devido aos seus baixos custos e alta

solubilidade em gua 44

.

19


da doena de Chagas.

Lima 44

verificou a contribuio dos sistemas de disperses slidas e complexos de

incluso no incremento da taxa/velocidade de dissoluo do BNZ, com perspectivas de

desenvolvimento de formas farmacuticas mais eficazes e menos txicas para o paciente

chagsico.

Neste direcionamento, Lamas et al.45

delineou lipossomas que carreiam o BNZ com

a finalidade de desenvolver uma forma farmacutica que permitisse superar a baixa

solubilidade do BNZ em meio aquoso. Desse modo, seria possvel aumentar a seletividade

e reduzir a toxicidade do frmaco, contudo o mtodo carrega como desvantagem a

necessidade da administrao por via endovenosa, o que representa um incmodo em

tratamentos dirios e prolongados. Outra desvantagem est relacionada com a viabilidade

comercial de tal forma farmacutica, uma vez que seu custo consideravelmente mais

elevado. Por se tratar de um medicamento destinado a uma doena negligenciada, o custo

do produto final est relacionado com o acesso da populao a esta alternativa teraputica.

Outra estratgia para melhoria de eficcia biolgica de frmacos a obteno de

complexos de metais com ligantes ativos como verificado no complexo de rutnio e aril-4-

oxotiazolilhidrazonas, os quais foram submetidos a ensaios in vitro contra formas

epimastigota e tripomastigota e avaliao da citotoxicidade em mamferos46

.

Abordagens como a veiculao em outras formas farmacuticas tambm j foram

propostas e esto em fase de desenvolvimento, tendo como exemplo formulao de

suspenso e composies dose-fixa-combinada, associaes de diferentes ativos numa

nica preparao 47

.

POLTICAS E AES GOVERNAMENTAIS NO COMBATE A DOENA DE

CHAGAS

O Ministrio da Sade (MS), por intermdio das Secretarias de Cincia, Tecnologia

e Insumos Estratgicos DECIT /(SCTIE) e de Vigilncia em Sade (SVS), e o Ministrio

da Cincia e Tecnologia (MCT), por meio do Conselho Nacional de Desenvolvimento

Cientfico e Tecnolgico (CNPq) vem promovendo, desde 2003, Oficinas de Prioridades

20


da doena de Chagas.

para definir temas de pesquisas em acordo com as necessidades da populao brasileira.

Essas oficinas, para definio de prioridades, so realizadas com a participao de gestores,

pesquisadores e profissionais da rea de sade e tm por objetivo nortear as chamadas

pblicas realizadas pelo Ministrio da Sade em parceria com o Ministrio da Cincia e

Tecnologia, Fundaes de Amparo Pesquisa (FAP) e Secretarias Estaduais de Sade e de

Cincia e Tecnologia e, desta forma, coordenar a massa crtica de pesquisadores nesse

campo e continuar a fomentar pesquisas na rea de doenas negligenciadas 48

.

Em 2006, foi iniciado no Brasil, o Programa de Pesquisa e Desenvolvimento em

Doenas Negligenciadas. O Programa foi objeto de um edital, que financiou 82 projetos

relacionados a diferentes doenas negligenciadas, com um investimento total de R$ 22,3

milhes. A Secretaria de Vigilncia em Sade do Ministrio da Sade tambm parceira

do Programa, contribuindo tecnicamente para o processo de definio de prioridades na

rea e para a avaliao dos resultados das pesquisas financiadas 49

.

Um estudo recente sobre o financiamento global de inovao para doenas

negligenciadas revelou que menos de 5% do financiamento mundial de P&D para essas

doenas foram investidos nas doenas extremamente negligenciadas, tais como doena de

Chagas 50

.

Entre 2004 e 2007, 28 pesquisas sobre doena de Chagas foram financiadas,

envolvendo investimentos da ordem de R$ 8 milhes. Desse total, 75,5% dos recursos

foram provenientes do Decit e 24,5% de parceiros como as fundaes de amparo

pesquisa. Grupos de pesquisa de todas as regies brasileiras foram contemplados, sendo

que um pouco mais que a metade dos trabalhos foi de pesquisadores do Sudeste (53,6%) 48

.

Em novembro de 2008, foi realizado um encontro no Rio de Janeiro, que reuniu

representantes de diversas instituies e pases, para definir estratgia de pesquisa

translacional em doenas negligenciadas, de forma a transformar resultados de pesquisas

em aplicaes mdicas para atender populao brasileira. As discusses evidenciaram a

necessidade de expandir o processo de desenvolvimento de tecnologias e medicamentos no

pas; de realizar parcerias entre institutos, empresas privadas e instituies de ensino; e de

definir locais estratgicos para a realizao de um programa em doenas negligenciadas,

21


da doena de Chagas.

como o Centro de Desenvolvimento Tecnolgico em Sade (CDTS), uma das obras do

Programa de Acelerao de Crescimento (PAC), em processo de construo na Fundao

Oswaldo Cruz, no Rio de Janeiro. A partir do encontro, foi elaborado um documento,

entregue ao Ministro da Sade Jos Gomes Temporo, com vistas criao efetiva do

Programa Translacional do Brasil em Doenas Negligenciadas, para o qual est previsto o

investimento de cerca de R$ 500 mil em 2010 49

.

Por meio de busca realizada na Pesquisa Sade, Base de Dados Gerencial Decit do

Ministrio da Sade (www.saude.gov.br/pesquisasaude), com as palavras-chave doena de

chagas e benznidazol pode-se rastrear o nmero de projetos e o total de recursos

financiados no perodo de 2002-2008 e 2005-2006, respectivamente (Tabela 1,2 e 3).

Com a anlise da tabela 4, pode-se observar que a doena de chagas dentre as sete

doenas extremamente negligenciadas com pesquisa subsidiada pelo governo a que

possui o maior nmero de publicaes no intervalo de 2001 a 2008, sendo apenas alcanada

atualmente pela Leishmaniose.

O nmero de patentes tambm pode ser utilizado como um indicador de

conhecimentos e inovaes geradas na rea, contudo h uma grande discusso acerca da

patenteabilidade de pesquisas com foco nas doenas negligenciadas, uma vez que a patente

dificulta o acesso da populao a uma alternativa de diagnstico e/ou tratamento eficaz e de

baixo custo, alm de que estas patentes so muitas vezes frutos de projetos financiados pelo

governo e ao pblico deveriam ser retornados os seus benefcios.

Por meio de uma busca realizada no site do Instituto Nacional de Propriedade

Intelectual (INPI) (www.inpi.gov.br) com a palavra-chave doena de Chagas pode-se

localizar 27 patentes depositadas de 1990 a 2007, abrangendo diagnstico, tratamentos

associados, formulaes de frmacos com complexos de incluso, tcnica de extrao e

composio qumica de extratos com atividade aplicada ao tratamento das doenas de

Chagas, dentre outros. Por meio de busca utilizando a palavra-chave benznidazol pode-se

localizar uma patente depositada em 2007, que visa o processo de obteno e uso de um

composto transportador de BNZ, a base de rutnio 52

.

http://www.saude.gov.br/pesquisasaudehttp://www.inpi.gov.br/

22


da doena de Chagas.

A pesquisa em bases de dados internacionais de patentes no apresentou resultados

enriquecedores ao assunto, esta afirmao pode ser justificada uma vez que o nmero de

patentes est diretamente relacionado ao investimento financeiro realizado por instituies

governamentais e/ou privadas e que a aplicabilidade comercial destes produtos maior nos

pases acometidos por estas doenas.

Tabela 1. Resultado da Busca dos recursos investidos em doena de Chagas: 2002-2008.

Sntese da Busca

Modalidade de

Fomento

PPSUS

(Edital)

Fomento Nacional

(Edital)

Contratao Direta

(Contrato)

Total

(Editais + Contratos)

N de Editais/

Contratos 65 43 62 169

N de Projetos 1212 1202 91 2506

N de Recursos R$ 59.864.966,84 R$ 298.185.015,28 R$ 64.348.296,20 R$ 422.398.278,32 Fonte: Brasil, Ministrio da Sade, Departamento de Cincia e Tecnologia Decit. Base de Dados Gerencial.

Capturado em 23/05/2009.

Tabela 2. Resultado da Busca dos recursos investidos em benznidazol: 2005-2006.

Sntese da Busca

Modalidade de

Fomento

PPSUS

(Edital)

Fomento Nacional

(Edital)

Contratao Direta

(Contrato)

Total

(Editais+Contratos)

N de Editais/

Contratos 1 2 1 4

N de Projetos 1 2 1 4

N de Recursos R$ 136.146,25 R$ 491.500,00 R$ 217.400,00 R$ 845.046,25 Fonte: Brasil, Ministrio da Sade, Departamento de Cincia e Tecnologia Decit. Base de Dados Gerencial.

Capturado em 23/05/2009.

Tabela 3. Resultado da Busca dos projetos com benznidazol: 2005-2006.

UF ANO Edital /

Contratao Direta Ttulo Subagenda Coordenador

DF 2005 Tratamento Multi-

Frmaco da Doen...

Tratamento Multi-

Frmaco da Doen...

Pesquisa

Clnica Antonio Teixeira

PE 2005 Assistncia

Farmacutica

Desenvolvimento de

formas farm...

Assistncia

Farmacutica

Pedro Jos Rolim

Neto

MG 2006 Programa Pesquisa

para o SUS M...

Clnica, epidemiologia

e terap...

Doenas

Transmissveis Marta de Lana

RJ 2006 Doenas

Negligenciadas

Inovao em

medicamentos e ter...

Doenas

Transmissveis

Solange Lisboa de

Castro

23


da doena de Chagas.

Fonte: Brasil, Ministrio da Sade, Departamento de Cincia e Tecnologia Decit. Base de Dados Gerencial.

Capturado em 23/05/2009

Tabela 4. Publicaes por autores brasileiros nas sete doenas do programa de P&D em

doenas negligenciadas.

Esquist. = Esquistossomose. Leishm. = Leishmaniose. Fonte: FIOCRUZ, 2009c.

CONCLUSO

A busca por alternativas ao combate doena de Chagas secular, por isso

imprescindvel a interveno do governo no fomento e na gesto em P&D de novos

medicamentos eficazes e seguros para essa doena que atinge ou ameaa milhes de

pessoas na Amrica Latina. Uma vez que a pesquisa em doenas negligenciadas apoiada,

espera-se em contra partida que conhecimentos sejam gerados sobre os temas de pesquisa, e

mensurados por indicadores de publicaes cientficas.

Na ltima dcada, observou-se uma coordenao mais efetiva dos esforos para

potencializar os conhecimentos gerados com as pesquisas nos diferentes campos da cincia,

endossada pelo papel do estado como provedor e maior financiador de sade pblica.

Diversos agentes esto envolvidos nessas buscas, constituindo assim, um horizonte

promissor no combate doena que completa cem anos de sua descoberta.

Ano Dengue Hansenase Malria Tuberculose Esquist. Leishm. Chagas Totais

2001 10 24 36 23 54 75 93 315

2002 10 17 28 26 72 97 103 353

2003 16 22 30 36 42 89 135 370

2004 15 23 35 42 66 87 125 393

2005 20 23 42 52 57 120 144 458

2006 26 21 50 59 100 136 157 549

2007 43 45 64 67 52 171 165 607

2008 68 62 83 141 61 214 236 865

Totais 208 237 368 446 504 989 1158 3910

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29


da doena de Chagas.

3.2 Artigo II. Ferramentas Analticas Aplicadas Caracterizao de Complexos de

Incluso Frmaco-Ciclodextrina

Analytical Tools Applied To The Characterization Of Inclusion Complexes Drug

Cyclodextrin

Magaly Andreza Marques de Lyra1, Lariza Darlene Santos Alves

1, Danilo Augusto

Ferreira Fontes1, Jos Lamartine Soares Sobrinho

2 & Pedro Jos Rolim Neto

1

1 Laboratrio de Tecnologia dos Medicamentos LTM- UFPE

2 Ncleo de Tecnologia Farmacutica NTF Universidade Federal do Piau - UFPI

RESUMO

As ciclodextrinas (CDs) tm sido bastante utilizadas no desenvolvimento de produtos

farmacuticos, particularmente devido s suas propriedades complexantes, a qual promove

incremento na solubilidade de frmacos poucos solveis. Variaes nas propriedades

fsico-qumicas das molculas hspedes podem ser identificadas atravs de metodologias

analticas, que permitem detectar a formao dos complexos. O objetivo deste trabalho foi

discutir os principais mtodos utilizados na caracterizao de CI com base numa uma

reviso da literatura. Entre as diversas tcnicas para caracterizar CI com CDs, nos estados

lquido e slido, tem-se a espectroscopia de absoro visvel e ultravioleta (UV-Vis),

tcnica de fluorescncia, espectroscopia de Ressonncia Magntica Nuclear (RMN) de H1 e

C13

, cromatografia lquida de alta eficincia (CLAE), cristalogrficas de raio-X, estudos

trmicos, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FI-RT),

microscopia eletrnica de varredura (MEV), espectroscopia de Raman, calorimetria de

titulao isotrmica (CTI), ensaios de dissoluo, dentre outras.

PALAVRAS CHAVE: espectroscopia, complexo de incluso, ciclodextrinas, mtodos

analticos.

ABSTRACT

30


da doena de Chagas.

The cyclodextrins (CDs) have been used in pharmaceutical products development, due to

your properties of complexation, mainly for the increase the solubility of low soluble

molecules. The environment lipophilic of the inside cavity of the CDs its propitiates

favorable conditions for the formation of inclusion complexes (IC) with hydrophobics

compounds. Variations in the physical-chemical properties of the molecules guests are

identificaded using analytic methodologies that allow to detect the formation of the

complexes. The aim of this work was to discuss a literature review, the main methods used

in the characterization of IC. There are several techniques to characterize the IC with CDs,

in liquid and solid states, such as spectroscopy of visible and ultraviolet (UV) absorption,

fluorescence technique, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) H1 and C

13 , high

performance liquid chromatography (HPLC), X-ray crystallographic, thermal studies,

infrared spectroscopy with the Fourier transform (FIRT), scanning electron microscopy

(SEM), Raman spectroscopy, isothermal titration calorimetry (ITC) and studies of

dissolution.

KEYWORDS: spectroscopy, inclusion of complex, cyclodextrins, analytics methods

INTRODUO

As ciclodextrinas (CDs) tm sido bastante utilizadas no desenvolvimento de

produtos farmacuticos, particularmente devido s suas propriedades complexantes, os

quais proporcionam incremento de solubilidade e conseqente aumento da taxa de

dissoluo de frmacos pouco solveis, estabilidade, reduo de irritaes (gstrica,

drmica ou ocular) e diminuio ou eliminao de odores ou sabores desagradveis,

principalmente em formulaes lquidas (GUEDES et al., 2008).

As CDs so oligossacardeos cclicos, compostos por unidades de glicose unidas

atravs de ligaes -1,4, oligossacardeos originados da degradao do amido pelas

enzimas glicosiltransferases, sintetizadas por alguns microrganismos (JUN et al., 2007). As

que so obtidas com maior rendimento so comumente conhecidas como CDs naturais e

31


da doena de Chagas.

contm seis, sete ou oito unidades de glicose, sendo denominadas de - ciclodextrinas (-

CD), -ciclodextrinas (-CD) e -ciclodextrinas (-CD) respectivamente (CANNAV et

al., 2008). Nessas molculas, os grupos hidroxilas primrios e secundrios esto orientados

para o exterior do anel formado, na poro estreita e larga respectivamente, conferindo-lhe

um exterior bastante hidroflico e uma cavidade hidrofbica, onde as molculas hspedes

ou parte delas so encapsuladas (S-BARRETO & CUNHA-FILHO, 2008).

A principal fora motriz que favorece a encapsulao molecular consiste na

substituio das molculas de gua (que possuem elevada entalpia) por molculas hspedes

mais adequadas. Trata-se de um processo energeticamente vivel por promover uma

alterao favorvel de entalpia, aumento de entropia e reduo da energia total do sistema,

fatores que contribuem para o aumento da estabilidade do complexo formado. Interaes

eletrostticas de Van der Waals, interaes hidrofbicas, ligaes de hidrognio, tambm

contribuem para formao e estabilizao dos CI (GRNAS et al., 2009).

Frmacos poucos solveis freqentemente apresentam comportamento de

biodisponibilidade in vivo inferior quando comparados aqueles de alta solubilidade. Logo, a

formao de CIs est dentre as alternativas mais vantajosas e eficientes quando se busca

melhoria nas propriedades de dissoluo e biodisponibilidade de frmacos pouco

hidrossolveis (SPRICIGO et al., 2008; LIMA et al., 2008).

Apesar do nmero crescente de trabalhos utilizando CDs na formao de complexos

de incluso (CIs), a abordagem sobre as tcnicas de caracterizao continua sendo de

grande interesse no mbito analtico. As propriedades fsico-qumicas dos frmacos e das

CDs so relativamente diferentes daquelas apresentadas quando esto complexados.

Partindo deste conceito, qualquer metodologia que tenha sensibilidade suficiente para

medir estas diferenas pode ser utilizada para caracterizar estes complexos sob diferentes

pontos de vista, permitindo direcionar os fenmenos de incluso de acordo com as

necessidades (BRITTO et al., 2004; CUNHA-FILHO & S-BARRETO, 2007).

Diante disso, o objetivo deste trabalho foi discutir os principais mtodos utilizados

para caracterizao de CI de frmacos com CDs com base numa de uma reviso da

literatura.

32


da doena de Chagas.

MTODOS DE CARACTERIZAO

Uma das principais caractersticas das CDs o fato de formarem CIs em soluo, e

no estado slido. As fracas interaes que ocorrem entre a molcula complexada e a CDs,

caracterstica intrnseca do sistema molecular, dificultam a utilizao de algumas tcnicas

analticas aplicadas soluo. Por outro lado, a caracterizao de CIs no estado slido

considerada de grande interesse devido s possibilidades de patentes (BRITTO et al.,

2004).

Variaes nas propriedades fsico-qumicas das molculas hspedes podem ser

identificadas atravs de metodologias analticas, que permitam detectar a formao dos

complexos (UEKAMA et al., 1998). A maioria dos estudos de caracterizao de CIs com

CDs em soluo so por espectroscopia de absoro UV-Vis, tcnica de fluorescncia e

espectroscopia de RMN H1 e C

13 (FRANCO et al., 2009; MILLER, CARRIER & AHMED,

2007).

Para os estudos que envolvem complexos em fase slida, so utilizadas com mais

freqncia as tcnicas de difrao de raios-x, estudos trmicos, espectroscopia de FI-RT e

estudos de dissoluo (CANNAV et al, 2008; LU et al, 2009). Existem relatos de outras

tcnicas de caracterizaes que esto sendo recentemente utilizada, como a espectroscopia

de Raman, eletroforese capilar, potenciometria, ITC, dicrosmo circular, entre outros

(VENTURINE et al., 2008).

Caracterizao da formao de complexos em estado lquido

Diagrama de solubilidade de fase

A abordagem mais utilizada para o estudo de complexao o mtodo descrito por

Higuchi e Connors (1965), sendo considerada a primeira verificao de CIs em soluo.

33


da doena de Chagas.

Esse estudo analisa os efeitos da adio do agente complexante sobre o composto a ser

solubilizado permitindo obter a constante de complexao (Kc) e a estequiometria de

formao do complexo, a partir da solubilidade intrnseca do substrato (So) e a inclinao

da reta resultante do diagrama de solubilidade (Equao 1).

)Inclinao(1S

InclinoK

0

1:1

Eq. 1

Atravs da anlise do diagrama de solubilidade obtido com o experimento (Figura

1), pode-se classificar os complexos de incluso formados como perfis do tipo A e B. O

tipo classificado como tipo A quando a solubilidade do substrato aumenta com o

incremento da concentrao de CD. Perfis do tipo B so obtidos com a formao de

complexos de baixa solubilidade aquosa, em alguns casos, inclusive inferior da molcula

hospedeira e que precipitam medida que h encapsulao.

Figura 1. Diagrama de Solubilidade para avaliao dos complexos de incluso.

Para muitos dos complexos formados, as constantes de estabilidade variam de 0 a

105 M

-1, demonstrando que mesmo com a formao de complexos estveis, uma diluio de

Ciclodextrina

Fr

mac

o D

isso

lvid

o

34


da doena de Chagas.

1:100, diminui a porcentagem de complexao de 100% para 30%, o que possibilita a

liberao do frmaco complexado nas membranas biolgicas. Contudo, os efeitos da

diluio devem ser bem elucidados na utilizao desses complexos em formas

farmacuticas, devido s possibilidades de precipitao do frmaco quando existe uma

relao de no-linearidade da solubilidade entre o frmaco e a CD (ST

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