Reverse phase high-performance liquid chromatography for quantification of hydroxymethylnitrofurazone in polymeric nanoparticles

Hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) is a new compound with potential leishmanicidal and trypanocidal activity. Despite its effectiveness, the formulators have to overcome its poor aqueous solubility. Recently, polymeric nano-scale drug delivery systems have proposed for the treatment of neglected diseases. As several studies have confirmed the advantages of such formulations, and this approach provides new analytical challenges, including the need to detect trace amounts of the drug. A suitable method was developed and validated for NFOH determination bound to poly (n-butylcyanoacrylate) (PBCA) nanoparticles. The chromatographic separation was achieved using a C18 column maintained at 25 ºC and an isocratic mobile phase consisting of water and acetonitrile: 80:20 (v/v) at a flow rate of 1.2 mL min-1 and UV-detection at 265 nm. Investigated validation parameters included selectivity, linearity, accuracy, precision and robustness (changes in column temperature, mobile phase composition and flow). The method was specific, the peak of NFOH had no interference with any nanoparticle excipients and no co-elution with main degradation product (nitrofurazone). Linearity was over the range of 0.94 13.11 μg mL-1 (r2=0.999). The method was accurate and precise, recovery of 100.7%, RSD of 0.4%; intra-day and inter-day RSD range 9.98-9.99 μg mL-1 and 0.3% to 0.5%, respectively. Robustness confirmed that method could resist the applied changes. Application of the optimized method revealed an encapsulation efficiency of 64.4% (n=3). Therefore, the method was successfully developed and validated for the determination of the encapsulation efficiency of NFOH-PBCA nanoparticles.

Hidroximetilnitrofural (NFOH) é um novo composto que possui atividade leishmanicida e tripanomicida potencial. Um método apropriado foi desenvolvido e validado para a determinação de NFOH em nanopartículas de poli(n-butil cianoacrilato) (PBCA). A separação cromatográfica foi obtida usando uma coluna C18 (5 µm de tamanho de partícula, 4,6 mm de diâmetro e 150 mm de comprimento), mantida a 25 °C, fase móvel composta de água e acetonitrila 80:20 (v/v), fluxo de 1,2 mL min- 1 e detecção por UV a 265 nm. Investigaram-se os seguintes parâmetros de validação: seletividade, linearidade, exatidão, precisão e robustez (mudanças na temperatura de coluna, proporção da fase móvel e fluxo). O método mostrou-se específico, o pico de NFOH não apresentou interferência dos picos provenientes dos excipientes das nanopartículas e separado do principal produto de degradação (nitrofural). A linearidade foi obtida na faixa de 0,94-13,11 μg mL- 1 (r2=0,999). O método mostrou exatidão (recuperação de 100,7%, DPR de 0,4 %) e precisão (intra-dia e inter-dia, 9,98-9,99 μg mL- 1 e DPR 0,3% a 0,5%, respectivamente). A robustez provou que o método pode resistir às mudanças propostas. Aplicação do método otimizado revelou eficiência de encapsulação de 64,4% (n=3). Portanto, o método foi desenvolvido e validado com sucesso para a determinação da eficiência de encapsulação de nanopartículas de NFOH-PBCA.

Prodrugs available on the Brazilian pharmaceutical market and their corresponding bioactivation pathways / Pró-fármacos disponíveis no mercado farmacêutico brasileiro e seus caminhos bioativação correspondente

The aim of this paper was to emphasize the importance of prodrug design to therapy, by examining examples available on the Brazilian pharmaceutical market. The principles of prodrug design are briefly discussed herein. Examples of prodrugs from many important therapeutic classes are shown and their advantages relative to the drugs they are derived from are also discussed. Considering the importance of these therapeutic classes, from both therapy and economic standpoints, prodrug design is a very valuable aspect in the research of new drugs and for the pharmaceutical industry as a whole.

O objetivo do trabalho foi ressaltar a importância do planejamento de pró-fármacos para a terapia, por meio de exemplos disponíveis no mercado farmacêutico brasileiro. Os princípios da latenciação são sucintamente discutidos. Apresentam-se exemplos de pró-fármacos de muitas classes terapêuticas importantes e as vantagens relativas aos fármacos dos quais derivam são, também, discutidas. Considerando-se a importância dessas classes terapêuticas, tanto do aspecto terapêutico quanto do econômico, o planejamento de pró-fármacos representa aspecto de grande valor na busca de novos fármacos e na indústria farmacêutica como um todo.

Chalcones and N-acylhydrazones: direct analogues?: exploratory data analysis applied to potential novel antileishmanial agents

Leishmaniasis is an important health and social problem for which there is limited effective therapy. Chalcones and N-acylhydrazones have been studied as promising antileishmanial agents in enzymatic inhibition and in vitro assays. Since these chemical classes of compounds also resemble each other structurally, it would be useful to investigate whether they share direct analogy. Exploratory data analysis was applied to a library of chalcones and nitrated N-acylhydrazones assayed against Leishmania donovani to investigate their similarity. Under the conditions applied in the present study, the two classes did not present functional or structural analogy.

As leishmanioses são importantes problemas sociais e de saúde pública para os quais a terapia farmacológica atual é, ainda, limitada. Chalconas e N-acilidrazonas têm sido estudadas como promissores agentes leishmanicidas tanto em ensaios in vitro quanto em ensaios de inibição de cisteíno-proteases importantes para o parasito. Uma vez que estas classes de compostos apresentam similaridade bidimensional, seria interessante estudar se estes compostos guardariam relação de analogia direta entre si. Análise exploratória de dados foi aplicada, então, à biblioteca de chalconas e N-acilidrazonas nitradas ensaiadas contra Leishmania donovani para investigar suas relações de similaridade. Os resultados mostraram que, ao menos sob as condições consideradas neste estudo, as duas classes de compostos não apresentam analogia estrutural e funcional simultaneamente, embora elas apresentem alguma similaridade estrutural.

Molecular physicochemical parameters predicting antioxidant activity of Brazilian natural products / Parâmetros físico-químicos na predição da atividade antioxidante de produtos naturais brasileiros

Reactive oxygen species (ROS) are capable of oxidizing cellular proteins, nucleic acids and lipids, contributing to cellular aging, mutagenesis, carcinogenesis, coronary heart and neurodegenerative diseases. Free radicals-scavenging by phenolic compounds occurs by the transfer of one electron followed by the H-abstraction. In order to evaluate the antioxidant activity of a series of seventeen phenolic compounds extracted from Brazilian flora (Chimarrhis turbinata and Arrabidea samydoides), some physicochemical parameters (heat formation of the neutral, radical, and cationic compounds; orbitals' energies; ClogP; ΔH OX; and ΔHf) were calculated. Considering the results from the calculated descriptors, the molecules 10a-f can be classified as having a higher antioxidant activity.

Espécies reativas de oxigênio (ROS) são capazes de oxidar proteínas celulares, ácidos nucléicos e lipídios; contribuindo para os processos de envelhecimento celular, mutações genéticas, doenças coronarianas, neoplásicas, degenerativas, dentre outras. Compostos fenólicos neutralizam a reatividade radicalar através da transferência de um elétron da sua estrutura molecular, seguida da abstração de um próton. Este trabalho avaliou a atividade antioxidante de dezessete compostos fenólicos, extraídos de duas plantas da flora nacional (Chimarrhis turbinata e Arrabidea samydoides). Através da modelagem molecular foram obtidos diversos parâmetros, como energias orbitalares, calor de formação das espécies neutras, radicalares e catiônicas, ΔH OX, ΔHf e ClogP; que permitem predizer a atividade e indicar maior poder antioxidante nas moléculas 10 (a a f) para avaliação experimental.

Abordagem racional no planejamento de novos tuberculostáticos: inibidores da InhA, enoil-ACP redutase do M. tuberculosis: [revisão] / Rational approach in the new antituberculosis agent design: inhibitors of InhA, the enoyl-ACP reductase from Mycobacterium tuberculosis: [review]

Associada à disseminação da infecção causada pelo HIV, a tuberculose (TB) é considerada, atualmente, problema mundial de saúde pública devido às proporções que vem assumindo. A resistência micobacteriana aos fármacos utilizados na terapêutica é a principal causa da reincidência da TB. Diante deste quadro alarmante, o desenvolvimento de novos e seletivos fármacos anti-TB se faz urgente e necessário. A biossíntese de ácidos graxos é um processo bioquímico realizado por procariotos e eucariotos, o qual fornece precursores essenciais à montagem de componentes celulares importantes, tais como fosfolipídeos, lipoproteínas, lipopolissacarídeos, ácidos micólicos e envelope celular. As diferenças bioquímicas e funcionais entre o mecanismo biossintético de ácidos graxos em bactérias e mamíferos tornam-no alvo relevante ao planejamento de novos antibacterianos, mais seletivos e menos tóxicos. As enoil-ACP redutases são enzimas cruciais à etapa de alongamento de ácidos graxos, considerados produtos intermediários na biossíntese de ácidos micólicos - os principais componentes da parede celular micobacteriana. Portanto, tais enzimas são tidas como alvos moleculares no planejamento racional de novos tuberculostáticos. Avanços recentes no processo de descoberta de novos agentes anti-TB, particularmente os inibidores da enoil-ACP redutase, serão discutidos nesta revisão.

In conjunction with the spread of HIV infection, tuberculosis (TB) has been among the worldwide health threats. Mycobacteria resistance to the drugs currently used in the therapeutics is the main cause of TB resurgence. In view of this severe situation, the new and selective anti-TB design is of utmost importance. Fatty acid biosynthesis is a prokariontes and eucariontes biochemical process that supplies essential precursors for the assembly of important cellular components, such as phospholipids, lipoproteins, lipopolysaccharides, mycolic acids and cellular envelope. However, the biochemical and functional differences between the bacterial and mammals' fatty acid synthetic pathway have endowed the mycobacterial enzymes with distinct properties. These provide valuable opportunities for structure- or catalytic mechanism-based design of selective inhibitors as novel anti-TB drugs with improved properties. The enoyl-reductases are essential enzymes in the fatty acids elongation pathway towards the mycolic acids, the main mycobacteria cell wall constituents, biosynthesis and so they are potential targets to the rational new antimycobacteria drug design. This paper highlights recent approaches regarding the design of new anti-TB agents, particularly, the enoyl-ACP reductase inhibitors.

Redução voltamétrica de artemisinina e sua interação com grupo heme (hemina) / Voltammetric reduction of artemisinin and its interaction with heme (hemin)

A malária é a endemia tropical mais devastadora do mundo e esse quadro é agravado pela ausência de tratamento eficaz. Entretanto, a resistência dos plasmódios à artemisinina não apresenta relevância clínica e seu mecanismo de ação está associado ao grupo heme, com formação de radicais livres e rompimento da ponte endoperóxido. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi estudado por voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada. O fármaco é irreversivelmente reduzido em eletrodos de carbono vítreo e os valores de potencial de pico não sofrem influência da acidez do meio, porém observou-se o maior valor de corrente em pH 6,0. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi significativamente alterado na presença do grupo heme, provocando uma antecipação de seu pico de redução em cerca de 600 mV. Por voltametria de onda quadrada observou-se que este novo pico foi sensível à adição crescente de concentração de hemina, atingindo valor de corrente cerca de 10 vezes maior em relação ao pico original da artemisinina, numa relação de concentração de 20 mmol/L para o primeiro e 50 mmol/L do segundo. Além disso, resultados indicaram que esse processo eletrocatalítico ocorreu pela formação de Fe(II)-hemina na superfície do eletrodo, com provável processo de eletro-polimerização da hemina sobre o eletrodo de carbono vítreo. Esse efeito adsortivo foi avaliado a partir da estimativa da concentração superficial (G) de hemina sobre o eletrodo de trabalho em pH 6,0. A modificação do eletrodo de carbono vítreo por hemina mostrou que a interação entre artemisinina e o grupo heme ocorre predominantemente sobre a superfície do eletrodo e não em solução. Portanto, esclarecer o mecanismo de ação da artemisinina é importante para o planejamento e desenvolvimento de novos agentes antimaláricos.

Malaria is the tropical disease most devastating of the world and this situation is worsened by the absence of effective treatment. However, the plasmodium resistance to artemisinin does not show clinical relevance. The drug mechanism of action is associated to the heme group, with free radical formation and endoperoxide moiety breakage. The voltammetric behavior of artemisinin was studied by cyclic and square-wave voltametries. This drug was irreversibly reduced on glassy carbon electrode and the peak potential values are pH independent, however the biggest value of current peak was observed at pH 6.0. The voltammetric behavior of artemisinin was significantly changed in the heme group presence, provoking an anticipation of about 600 mV on cathodic peak. By square-wave voltammetry it was observed that this new peak was sensitive to the hemin concentration, reaching a value around 10 times larger regarding the original cathodic peak of artemisinin, being the concentration of 20 mmol/L for the former and 50 mmol/L for the latter. In addition, results indicated that this electro-catalytic process depends on the Fe(II)-hemin formation on the electrode surface, indicating the possible electro-polymerization of hemin on the glassy carbon electrode. This adsorptive effect was evaluated from the superficial concentration (G) estimation of the hemin on the working electrode at pH 6.0. The modification of the glassy carbon electrode using hemin showed that the interaction between artemisinin and the heme group predominantly occurs on the electrode surface and not in solution. Therefore, clarifying artemisinin mechanism of action is important in order to contribute for the design and development of new antimalarial agents.

Modelagem molecular aplicada ao desenvolvimento de moléculas com atividade antioxidante visando ao uso cosmético / Molecular modeling applied to the development of molecules with antioxidant activity for cosmetic use

Várias hipóteses e constantes estudos são realizados com o intuito de elucidar o envelhecimento cutâneo. Para prevenir e contornar este processo torna-se necessário reforçar nossas defesas naturais antioxidantes endógenas. Diversas substâncias antioxidantes exógenas, como vitaminas, extratos vegetais, dentre outras, são utilizadas pela Cosmetologia nos produtos antienvelhecimento. O objetivo deste artigo é apresentar de que forma a Modelagem Molecular pode ser uma ferramenta útil na pesquisa por novas substâncias cosméticas antioxidantes para combater o envelhecimento cutâneo.

Some hypotheses and constants studies are made with intention to elucidate the aging process. To prevent and to attenuate the cutaneous aging it becomes necessary to strengthen our endogenous antioxidant natural defenses. Diverse exogenous antioxidant substances, as vitamins, vegetal extracts and others, have been used by the Cosmetology in antiaging products. The objective of this paper is to show how the Molecular Modeling can be an useful tool in the research for new antioxidant cosmetic substances to face the cutaneous aging.

Latenciação e formas avançadas de transporte de fármacos / Latentiation and advanced drug trasnport forms

O processo de modificação molecular denominado latenciação é revisto, apresentando formas avançadas no transporte de fármacos, utilizando macromoléculas como transportadores e sistemas de liberação sítio-específica como: CDS (Chemical Delivery Systm), ADEPT (Antibody-Directed Enzyme Prodrug Therapy), GDEPT/ VDEPT (Gene-Directed Enzyme Produg Therapy/Vrus-Directed Enzyme Prodrug Therapy), ODDS (Osteotropic Drug Delivery System), PDEPT (Polymer-Directed Enzyme Prodrug Therapy), PELT (Polymer - Enzyme Liposome Therapy) e LEAPT (Lectin-Directed Enzyme-Activated Prodrug Therapy)

Use of N-methylene phosphonic chitosan to obtain an isoniazid prodrug

Tuberculosis (TB) is one of the most neglected health problems and has out of control in many areas of the world. Since new antituberculous alternatives, including controlled classical drug delivery systems, are urgently needed to face this serious situation, the purpose of the present work was the sysnthesis and characterization of a prolonged action prodrug of isoniazid. The N-methylene phosphonic chitosan (NMPC), a hydrosoluble derivative of chitosan was the synthesis and characterization of a prolonged action prodrug of isoniazid. The N-methylene phosphonic chitosan (NMPC), a hydrosoluble derivative of chitosan was used as drug carrier. This analog, as well as its precursor, exhibits simulatory activity on macrophages, host cells of Mycobacterium tuberculosis...

Diminuiçäo da atividade mutagênica do pró-fármaco NFOH-121 em relaçäo ao nitrofural (nitrofurazona) / Decreased mutagenic activity of the prodrug NFOH-121 related to nitrofurazona

A doença de Chagas representa um sério problema de saúde em pelo menos 17 países do continente americano. Cerca de 100 milhöes de pessoas vivem sob o risco de contrair doença e 16-18 milhöes já estäo infectadas. No Brasil, pelo menos 10 por cento das pessoas infectadas desenvolvem enfermidades cardíacas severas ou doenças digestivas crônicas. Os custos médicos para seu tratamento obrigatório podem atingir 250 milhöes de dólares por ano e somente dois fármacos estäo disponíveis: nifurtimox e benznidazol, ambos usados na fase aguda da doença. No Brasil, somente o benznidazol está disponível no mercado. Estudos recentes mostraram que o pró-fármaco NFOH-121 tem atividade antichagásica superior à da molécula matriz (nitrofurazona). No presente trabalho nós estudamos os efeitos tóxicos(mutagênicos) do pró-fármaco usando teste de Ames e cepas TA102 e TA98 de Salmonella typhimurium. Os resultados mostraram que a modificaçäo molecular efetuada na nitrofurazona(pró-fármaco NFOH-121 diminuíram a açäo mutagênica em 300-400 por cento. O composto NFOH-121 é um potencial fármaco antichagásico que deverá ser submetido aos testes pré-clínicos e clínicos.

Leishmaniasis. What do we know about its chemotherapy?

Leishmaniasis is a protozoan disease that remains without suitable chemotherapeutic options. The present status of clinical therapy is almost the same as thirty years ago. The disease world situation is becoming worst, mainly due to man invasion of wild areas, poverty, civil and military movements and co-infection, specially with HIV. Many compounds have been tested as potential antileishmanial drugs and our objective is to summarize the options for the treatment, presenting some of the newly discovered compounds being tested, with commentsabout the most promising. Clinical usual and unusual aspects, diagnosis methods and concomitant AIDS are briefly discussed and some words are dedicated to new biochemical approaches...