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Title in Portuguese: Caracterização farmacológica da atividade vasodilatadora de novos complexos de rutênio contendo derivados imidazólicos
Title: Pharmacological characterization of the vasodilatory activity of new ruthenium complexes containing imidazole derivatives
Author: Silveira, João Alison de Moraes
Advisor(s): Monteiro, Helena Serra Azul
Co-advisor(s): Siqueira, Rodrigo José Bezerra
Keywords: Canais de Potássio
Óxido Nítrico
Reatividade-Estabilidade
Guanilato Ciclase
Issue Date: 30-May-2019
Citation: SILVEIRA, J. A. M. Caracterização farmacológica da atividade vasodilatadora de novos complexos de rutênio contendo derivados imidazólicos. 2019. 147 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: O rutênio é um metal que permite elevada afinidade ao óxido nítrico (NO) em função de sua estrutura química, formando complexos nitrosil-rutênio (RuNO). Complexos baseados em rutênio podem ser metalofármacos com aplicações médicas potenciais, sobretudo para o tratamento de doenças cardiovasculares. O objetivo deste estudo foi realizar um screening farmacológico para avaliar o potencial vasodilatador em vasos de condutância dos complexos de rutênio cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)Cl]+ (FOR011A), cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)2]2+ (FOR011AA), cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)(NO2)]+ (FOR711A) e cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)(NO)]3+ (FOR811A), na tentativa de caracterizar o mecanismo de ação daqueles com maior potência farmacológica. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso de Animais / UFC sob o número de protocolo 03/2016. Anéis de aorta de ratos Wistar com endotélio íntegro ou desnudo foram pré-contraídos com fenilefrina (PHE) (1 µmol/L) ou KCl (60 mmol/L) para posterior criação de uma curva concentração-efeito (0,01 a 30 µmol/L) com os compostos e registro em sistema de dados. Seus efeitos foram comparados às moléculas precursoras cis-[Ru(bpy)2(Cl)2] (FOR000) e 2-metilimidazol (L11A), ao nitroprussiato de sódio (SNP) e ao BAY 41-2272. Foi avaliada a interferência de inibidores farmacológicos no efeito vasodilatador das duas moléculas mais potentes, FOR011A e FOR811A, além de protocolos visando verificar suas ações no influxo de Ca2+ e o curso de tempo para relaxamento máximo. Adicionalmente, foram realizados protocolos para avaliar a expressão de GMP cíclico tecidual (cGMP) e o docking molecular com a guanilato ciclase solúvel (sGC). Os compostos produziram efeito vasodilatador com potências variáveis e foram capazes de reverter 100% das pré-contrações por PHE (FOR011A: CE50 = 0,190 [0,1379-0,2607] µmol/L e EMAX = 101,317 ± 1,839%; FOR011AA: CE50 = 0,624 [0,4456-0,8709] µmol/L e EMAX = 105,273 ± 2,450%; FOR711A: CE50 = 0,474 [0,3926-0,5725] µmol/L e EMAX = 112,057 ± 1,903%; FOR811A: CE50 = 0,204 [0,1618-0,2573] µmol/L e EMAX = 113,406 ± 1,780%). Suas potências foram menores que a do SNP, maiores que a do FOR000 e L11A; e similares às do BAY no FOR011A e FOR811A e menores no FOR011AA e FOR711A. O FOR011A e FOR011AA apresentaram potência reduzida ao aumento da concentração extracelular de K+. A ausência do endotélio reduziu a potência do FOR011A e FOR011AA, mas não apresentou influência sobre o FOR711A e FOR811A. Nas preparações com diferentes inibidores e FOR011A, o composto apresentou redução na potência quando incubado com L-NAME, wortmannina, ODQ, tetraetilamônio, 4-aminopiridina e glibenclamida. Nas preparações com diferentes inibidores e FOR811A, o composto apresentou redução na potência quando incubado com hidroxocobalamina, L-cisteína, ODQ, MDL-12,330A e aumento na potência quando incubado com tetraetilamônio e propranolol. Os níveis de cGMP tecidual foram modificados pelo FOR811A, mas não pelo FOR011A. A presença de ODQ não influenciou a expressão dos níveis cGMP em ambas as preparações. Ambos os complexos de rutênio foram capazes de se ligar à sítios na sGC reduzida e oxidada, mantendo baixas distâncias de ligação a vários resíduos e energia livre de Gibbs negativa. Estes achados indicam que o FOR011A é um possível agente estimulador/ativador NO-independente de sGC e o FOR811A um possível agente doador direto de NO e/ou estimulador/ativador NO-dependente da sGC.
Abstract: The ruthenium is a metal that allows high affinity to the NO due to its chemical structure, forming nitrosyl-ruthenium complexes (RuNO). Complexes based on ruthenium may be metallopharmaceuticals with potential medical applications, especially for the treatment of cardiovascular diseases. The objective of this study was to perform a pharmacological screening to evaluate the vasodilator potential in conductance vessels of ruthenium complexes cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)Cl]+ (FOR011A), cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)2]2+ (FOR011AA), cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)(NO2)]+ (FOR711A) and cis-[Ru(bpy)2(2-MIM)(NO)]3+ (FOR811A) in an attempt to characterize the mechanism of action of those with greater pharmacological potency. The project was approved by the Ethics Committee on Use of Animals / UFC under protocol number 03/2016. Aortic rings of Wistar rats with intact or denuded endothelium were precontracted with phenylephrine (PHE) (1 μmol/L) or KCl (60 mmol/L) for subsequent creation of a concentration-effect curve (0.01 to 30 μmol/L) with the compounds and registration in a data system. Their effects were compared to the precursor molecules cis-[Ru(bpy)2(Cl)2] (FOR000) and 2-methylimidazole (L11A), sodium nitroprusside (SNP) and BAY 41-2272. The interference of pharmacological inhibitors in the vasodilator effect of the two most potent molecules, FOR011A and FOR811A, was evaluated, as well as protocols to verify their actions on the Ca2+ influx and the time-course for maximum relaxation. In addition, protocols were used to evaluate the expression of tissue cyclic GMP (cGMP) and molecular docking with soluble guanylate cyclase (sGC). The compounds produced a vasodilator effect with variable potencies and were able to revert 100% of the pre-contractions by PHE (FOR011A: CE50 = 0.190 [0.1379-0.2607] µmol/L and EMAX = 101.317 ± 1.839%; FOR011AA: CE50 = 0.624 [0.4456-0.8709] µmol/L and EMAX = 105.273 ± 2.450%; FOR711A: CE50 = 0.474 [0.3926-0.5725] µmol/L and EMAX = 112.057 ± 1.903%; FOR811A: CE50 = 0.204 [0.1618-0.2573] µmol/L and EMAX = 113.406 ± 1.780%). Their potencies were lower than that of the SNP, higher than that of FOR000 and L11A; and similar to those of BAY in FOR011A and FOR811A and lower in FOR011AA and FOR711A. The FOR011A and FOR011AA presented reduced potency to the increase of the extracellular concentration of K+. The absence of the endothelium reduced the potency of the FOR011A and FOR011AA, but had no influence on FOR711A and FOR811A. In the preparations with different inhibitors and FOR011A, the compound presented a reduction in potency when incubated with L-NAME, wortmannin, ODQ, tetraethylammonium, 4-aminopyridine and glibenclamide. In the preparations with different inhibitors and FOR811A, the compound presented reduction in potency when incubated with hydroxocobalamin, L-cysteine, ODQ, MDL-12,330A and increase in potency when incubated with tetraethylammonium and propranolol. Tissue cGMP levels were modified by FOR811A, but not by FOR011A. The presence of ODQ did not influence the expression of cGMP levels in both preparations. Both ruthenium complexes were able to bind to sites in the reduced and oxidized sGC, maintaining low binding distances to various residues and negative Gibbs free energy. These findings indicate that FOR011A is a possible NO-independent sGC stimulator/activator agent and FOR811A a possible direct NO donor and/or NO-dependent sGC stimulator/activator.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/43337
metadata.dc.type: Tese
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