Orientador : Kleber Gomes Franchini

Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: A compreensão de como a quinase de adesão focal (FAK) contribui para os processos de hipertrofia, insuficiência cardíaca e câncer são de grande interesse científico. Um dos nossos objetivos específicos é desenvolver inibidores desta tirosina quinase com vistas à sua aplicação terapêutica no...

Resumo: A compreensão de como a quinase de adesão focal (FAK) contribui para os processos de hipertrofia, insuficiência cardíaca e câncer são de grande interesse científico. Um dos nossos objetivos específicos é desenvolver inibidores desta tirosina quinase com vistas à sua aplicação terapêutica no tratamento de insuficiência cardíaca e câncer. Portanto, foi realizado planejamento racional e a síntese de inibidores farmacológicos para a FAK. Estudos computacionais de docking e farmacocinéticos permitiram selecionar 28 estruturas de quinazolina mais promissoras em relação à capacidade de inibir a FAK. Desta forma, economiza-se tempo e dinheiro para obter-se a síntese apenas de 6 das estruturas pré-selecionadas. Uma quinazolina denominada 4-BZLO foi sintetizada após o planejamento racional. Tal quinazolina foi capaz de inibir em 50% da atividade da FAK in vitro com aproximadamente 1nM. Os testes de pureza da síntese, absorção por via oral, melhor resultado em triagem em células que superexpressam a FAK e o melhor resultado para triagem em duas linhagens de célula leucêmicas e tumor sólido permitiram direcionar o 4- BZLO para ser o composto líder deste estudo. O composto 4-BZLO apresentou resultado promissor para experimentos com camundongos submetidos à coarctação da aorta, que induz hipertrofia cardíaca. Para avaliar se o tratamento preventivo seria eficiente para hipertrofia cardíaca, foi realizado experimento em animais tratados com 30mg/Kg/dia durante 30 dias. Após este período, foi realizada cirurgia de coarctação da aorta para induzir a hipertrofia cardíaca nos animais e os mesmos foram tratados por mais 30 dias. Parâmetros tais como: peso médio do ventrículo esquerdo sobre peso corpóreo de cada animal (LVW/BW), medida da espessura da parede do ventrículo esquerdo (LVWT) e parâmetros histológicos (diâmetro dos miócitos cardíacos) demonstrou que nos animais tratados houve regressão da hipertrofia comparada ao controle (animais sem tratamento). Outro estudo realizado no qual os animais foram tratados de maneira curativa, ou seja, o tratamento foi realizado somente após a coarctação da aorta demonstrou uma melhora no quadro de hipertrofia e função cardíaca. O modelo de fibrose cardíaca foi usado para avaliar se tratamento com 4-BZLO é capaz de reduzir a fibrose cardíaca nos animais. Os resultados obtidos demonstraram que os animais tratados com 4-BZLO por 30 dias apresentaram redução da acumulação de colágeno, que é um indicador de fibrose, em relação ao controle. Nosso laboratório desenvolveu camundongos transgênicos específicos para a FAK que desenvolve moderada hipertrofia cardíaca. Assim, tal modelo permitiu testar o tratamento com o 4-BZLO para hipertrofia cardíaca induzida pela FAK. Os animais transgênicos específicos para a FAK foram tratados com o composto líder e houve melhora dos parâmetros cardíacos. Os resultados obtidos permitiram concluir que a quinazolina denominada 4-BZLO é um bom candidato a fármaco como inibidor da FAK

Abstract: Understanding how the focal adhesion kinase (FAK) contributes to the processes of hypertrophy, heart failure and cancer are of great scientific interest. One of our goals is to develop specific inhibitors of this tyrosine kinase with potential therapeutic application in the treatment of...

Abstract: Understanding how the focal adhesion kinase (FAK) contributes to the processes of hypertrophy, heart failure and cancer are of great scientific interest. One of our goals is to develop specific inhibitors of this tyrosine kinase with potential therapeutic application in the treatment of heart failure and cancer. In this view, we used rational design to select a group of possible FAK inhibitors. Computational studies such as docking and pharmacokinetic studies allowed us to select 28 structures most likely to inhibit FAK. In this way, we saved up time and money in devising the synthesis of 6 pre-selected structures. Accordingly, quinazoline 4-BZLO was prepared and was able to inhibit the in vitro activity of FAK by 50% at a concentration of approximately 1nM. Several factors contributed to 4-BZLO being chosen as the lead compound in this study: 1) the degree of purity achieved during synthesis; 2) good oral bioavailability; 3) the best inhibition values in cells over expressing FAK in screening, 4) the best result against two leukemic cell lines and one solid tumor target. 4-BZLO showed promising results in experiments with mice subjected to aortic coarctation, which develops cardiac hypertrophy. To assess whether 4- BZLO would be effective for the preventive treatment of cardiac hypertrophy, an experiment was conducted in animals treated with 30 mg/kg/day for 30 days. After this period, an aortic coarctation was performed surgically in order to induce cardiac hypertrophy in animals, and these were further treated for 30 days. Parameters such as left ventricular weight per body weight ratio (LVW/BW), measurement of the left ventricle wall thickness (LVWT), and histological parameters, such as the diameter of cardiac myocytes in treated animals showed that there was a regression of hypertrophy, compared to untreated animals (control). A similar study, where treatment with 4-BZLO was performed only after aortic coarctation showed an improvement regarding hypertrophy and cardiac function. A cardiac fibrosis model was used and the results obtained demonstrated that animals treated with 4-BZLO for 30 days showed a reduction of collagen accumulation, which is an indicator of fibrosis, equal to the control group. Our laboratory has developed transgenic mice specific for FAK, which develop moderate cardiac hypertrophy. Consequently, this model allows us to test 4-BZLO for the treatment of FAK induced cardiac hypertrophy. The transgenic animals were treated with 4-BZLO, leading to an improvement of the cardiac parameters. These results showed that synthetic quinazoline 4-BZLO is a good drug candidate for the inhibition of the FAK enzyme