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Analgésicos Opióides Histórico É considerada como analgesia a falta de expressão de qualquer sensação dolorosa, mas sem perda de outros sentidos, de outros modos de sensibilidade, a gente tenta sanar as diversas dores que acometem a humanidade. Quando a gente pensa em dor, a história mais antiga que se tem é o ópio, ali no século III a.c. já se conhecia o ópio que é retirado da papoula, ele já foi introduzido como fármaco no oriente, mas ele era utilizado em controle da disenteria, porque também não tinha atividades analgésicas ainda relacionadas. Só em 1680 é que se fez uma preparação líquida com o ópio e aí começou-se a utilizá-lo como analgésico porque o criador desta preparação disse que: “Dentre os remédios que Deus o Todo Poderoso houve por bem dar ao homem para aliviar-lhes os sofrimentos, nenhum é tão universal e tão eficaz quanto o ópio”. Então a partir de 1680 ele foi realmente utilizado com função analgésica. Ao mesmo tempo que se conheceu esse potencial analgésico, também foi ficando evidente o potencial tóxico desse composto, tanto era tóxico quanto viciante, quem já fazia uso desse composto já foi identificando esses dois pontos em relação a ele. Desde 1600 se utilizava o ópio, mas em 1830 que se isolou a morfina deste ópio, chamou-se de morfina por associação a Morfeu “deus grego dos sonhos”, e aí à morfina que foi atribuída essa capacidade analgésica, então se isolou na verdade um pó branco e amargo que se chamou de morfina. Quem isolou foi Friedrich, ele fez várias aulas e experiências de uso da morfina e já relatou esse efeito tóxico e viciante, então ele disse: “considere meu desejo chamar a atenção aos efeitos terríveis dessa nova substância, afim de que uma calamidade possa ser evitada”. Então embora o grande potencial analgésico, já se sabia desde então que ela também tinha um potencial para vicio e um potencial que era tóxico e o próprio cara que isolou, relatou e fez essa auto experiência. Em 1933 os químicos da companhia Macfarlane-Smith da Escócia, isolaram e purificaram a morfina em escala comercial e a partir disso, em 1853 foi comercializada uma seringa com uma solução injetável de morfina, então a morfina começou a ser comercializada após esse período. Então a seringa foi criada em 1853, só se sabia até agora que era um pó branco, em 1881 identificou-se os principais grupos funcionais da morfina. Em 1925 foi que surgiu a primeira proposição da estrutura da morfina. Em 1952 a síntese total da morfina. Em 1968 é que realmente se chegou à estrutura que hoje a gente tem da morfina, porque foi quando começaram a surgir as técnicas de validação de cristalografia e raio x. Então Sir Robert propôs a estrutura da morfina de como a gente conhece hoje, há um longo caminho entre o uso e a identificação real do composto. O uso foi em 1600 e a identificação do composto só foi em 1960. Observando o ópio que foi inicialmente utilizado, observa que ¼ do peso daquele látex que é o ópio é de alcaloide, ele é composto de 25 alcaloides, mas esses alcaloides estão diferenciados em dois grupos de acordo com o número básico deles, a gente tem derivados do fenantreno e esses alcaloides são os que atuam no sistema nervoso central, dentre eles a morfina tebaina e codeína, e a maior parte desses alcaloides é a morfina, então a quantidade de morfina é muito maior do que os outros. Os outros alcaloides são derivados da benzil-isoquinolina, eles tem um núcleo diferenciado e eles tem ação espasmolitica e quem está em maior concentração é a Papaverina, essa ação espasmolítica é o que justifica que no início o ópio era utilizado para tratamento de disenterias porque também tem alcaloides que tem essa propriedade espasmolítica. É importante a gente diferenciar dos opiaceos e os opióides é que os opiáceos e os opióides são dois semelhantes mas que dizem coisas diferentes, os opióides são compostos sintéticos, semi-sintéticos, naturais ou endógenos que atuam nos receptores opióides enquanto que opiáceos são essas substâncias aqui que são derivadas do ópio, então quando a gente fala em opióide a gente está envolvendo tudo que atua naquele receptor, e opiáceo apenas o que saiu da planta, do ópio. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Em relação aos receptores, só em volta de 1970 é que foram observados que a membrana de células nervosas interagiam com receptores, interagiam com os opiódes. A morfina e os derivados sintéticos não eram ligantes naturais, então ficou se utilizando por muito tempo e o corpo devia produzir alguma coisa para ligar com aquele receptor que existia na membrana, porque não era possível que o corpo tivesse receptores para uma molécula que um dia ia ser descoberta e que é externa a ele, então tinha que existir um opióide endógeno, alguma coisa endógena que ligasse naquele receptor e que justificasse então a sua existência. Então em 1975, muito depois do uso da morfina é que foi feito o isolamento dos opióides endógenos, substâncias endógenas que tinham essa atividade opióide, que se ligavam a esses receptores, onde os da morfina também ligava. Então foi isolado o encéfalo de 10 espécies animais, eram substâncias que tem propriedade similar à morfina e elas foram chamadas de encefalinas, então os opióides endógenos foram posterior à descoberta e uso da morfina. Mecanismo de ação dos opióides De forma geral, eles se complexam com os receptores do nosso sistema nervoso central, também da medula espinhal. Esses receptores são acoplados à proteína g, eles abrem canais de potássio e fecham canais de cálcio e com isso eles diminuem a transmissão de alguns neurotransmissores como a GABA, glutamato e glicina, isso faz uma supressão do sinal da dor, então ele suprime ou reduz a transmissão do sinal de dor de um nervo para o outro, então quando ele suprime a neurotransmissão nestes neurotransmissores, a gente tem a supressão desse sinal. Então, para os opióides a gente teve primeiro uma fase de reconhecimento de substância natural de uma planta com potencial; depois foi extraído desta planta um princípio ativo; depois foram feitos estudos sintéticos com esse princípio ativo e produziram uma droga injetável; e depois que foi estudado em relação estrutura atividade; agora começa a se falar em desenvolvimento de análogos e teoria dos receptores analgésicos. Então tudo começou lá no ópio, passou pelo uso e agora está se entendendo a relação estrutura atividade e desenvolvendo novos análogos. A morfina é considerada o analgésico mais eficaz, está normalmente disponível na medicina, ela atua aumentando esse limiar da dor, é quando ela bloqueia a liberação de alguns neurotransmissores, ela aumenta esse limiar da dor, em contrapartida ela tem uma série de efeitos colaterais que são considerados graves, especialmente: depressão no centro respiratório e os dois problemas que foram identificados desde quando se utilizavam ainda com a preparação do ópio que é tolerância e dependência, além de outros tantos, mas a depressão respiratória e a dependência são dois fatores limitantes para o uso da morfina. Ninguém usa morfina porque está com dor de cabeça, morfina é um analgésico que é clinicamente utilizado em pacientes quando os outros analgésicos não tem mais ação, não tem nenhum analgésico para casos extremos. Essa é a estrutura da morfina, ela tem 5 anéis que tem 5 centros quirais. Então a gente tem o carbono 5, o carbono 6, o carbono 9, o carbono 13 e o carbono 14 como centros quirais, então são muitos pontos de quiralidade para uma molécula. Naturalmente todas as morfinas que foram até então isoladas, só acontecem na forma negativa levorotatória e no formato T, então ela está sempre no formato T, esse então é o formato e formação das morfinas que foram isoladas naturalmente. Então é uma estrutura complexa com muitos centros quirais e vários anéis e que temuma estrutura e uma conformação estrutural definida. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Diante dessa atividade tão expressiva da morfina, a gente vai pensar em criar novos fármacos baseados nela, a gente tem que entender o que é importante para atividade analgésica na estrutura da morfina? O que eu posso mudar nessa estrutura sem alterar a atividade analgésica, mas melhorando os efeitos colaterais? Que tipo de estratégia química que vou utilizar inicialmente? Qual estratégia vou poder usar que gere análogos com menos efeitos colaterais... vale pensar que se a morfina tem uma potência analgésica alta, eu posso usar a estrutura dela para criar fármacos com uma potência menor e isso vai ser importante clinicamente. Então o que eu posso mexer?! É uma estrutura complexa que tem centros quirais, tem nitrogênio de caráter básico na estrutura, então que estratégia química eu posso usar para melhorar essa estrutura\?! A gente tem uma série de estratégias que podem melhorar uma estrutura: a gente pode variar os substituintes e ver qual deles é componente do grupo farmacofórico; qual não interfere; qual só interfere do ponto de vista de absorção; a gente pode aumentar a estrutura, fazer uma extensão de fármaco e aí criando um novo ponto de ancoramento ao receptor; a gente pode simplificar e melhorar a síntese, então vamos deixar somente quem é realmente importante para aquela atividade e aí facilitar as trocas; e pode restringir conformacionalmente (se essa estrutura só tem atividade levorotatória, eu posso criar pontes que mantenham a estrutura fixa e evitem diferentes conformações). Então, todas são estratégias que podem ser utilizadas na busca de novos protótipos baseados naquela estrutura e foram feitas várias dessas estratégias em relação à estrutura da morfina. Mudanças estruturais Em relação às mudanças estruturais, variações na sua estrutura, foi analisado vários pontos da estrutura: então a morfina tem uma hidroxila fenólica no anel A (no anel aromático), aí foram feitas várias substituições dessa hidroxila, mantendo o oxigênio mas trocando o hidrogênio; por metila tem a codeína; por etila a epimorfina; pelo grupo acetila a gente tem o grupo acetilmorfina, então foram 3 analogos criados e observa-se que houve uma diminuição da analgesia in vitro (importante, na atividade in vitro), quando se fez essa modificação. Então a codeína por ex., tem 0,1% da atividade da morfina in vitro, mas in vivo ela tem 20%, então foram feitos dois testes: 1 lançando a substância diretamente no seu receptor in vitro e a outra fazendo o animal ingerir aquela substância ou injetando, portanto in vivo, quando houve a administração direto no receptor houve uma baixa ação analgésica aí só tem 0,1% da atividade; quando ingerida ou aplicada no animal vivo, a gente tem 20% da atividade da morfina. O que muda no teste in vivo ou in vitro? – a droga fica sujeita a uma metabolização. Foi observado que a morfina quando in vivo (quando ingerida), ela forma uma desmetilação hepática, quando a codeína tira uma metila ela passa a ser morfina, então nessa desmetilação ela volta a ser morfina o que justifica que in vitro ela tem uma atividade muito pequena porque ela não sofre essa desmetilação, mas in vivo ela sofre essa desmetilação e portanto tem uma atividade maior, então a codeína é um pró fármaco que é metabolizado no fígado à morfina. Todos as mudanças que houve alteração no grupo fenólico, houve diminuição da atividade, mesmo a codeína in vivo ela só tem 20% da atividade da morfina, isso não é considerada uma coisa ruim, tanto é que ela passou a ser utilizada em doses moderadas, até debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce como antitussígeno, é um degrau baixo da morfina, mas o que se observa é que como todas as substituições levam à diminuição, essa hidroxila fenólica deve ser muito importante para a morfina junto ao receptor, então essa hidroxila tem uma atividade primordial, provavelmente faz parte do grupo farmacofórico da morfina. Existe uma outra hidroxila na morfina que não está no anel aromático, está no anel embaixo mas também é uma hidroxila. Foram feitos testes in vivo e foi colocado metila, etila e acetila, mas o que observou-se é que as substâncias eram sempre mais ativas do que a morfina, então fizeram vários testes colocando dois substituintes (hidrogênio, oxigênio, hidroxila, dois grupos cetônicos), e sempre a atividade ou era maior ou similar à morfina. Então foi observado sempre a melhora dessa atividade, mas ao analisar direitinho a estrutura foi observado que a melhora desta atividade, está relacionada à diminuição da polaridade, então todas essas modificações diminuíram a polaridade, então facilitava a absorção do fármaco, porque eles eram interagiam todos com receptores de sistema nervoso central. Então fármacos mais apolares atravessam mais facilmente a barreira hematoencefálica, portanto chegam em maior quantidade e justifica essa melhora da atividade, mas o que se observa é que esse grupo 6OH, não é essencial para a atividade e o fato dele melhorar a atividade mediante modificações é que todas as modificações tornaram a molecula mais apolar, portanto permitiram que uma maior quantidade de moléculas chegassem até seus receptores, então não tem a ver com a interação com os receptores, mas sim com a quantidade de fármaco que lá chega. Então ele não é considerada uma porção pertencente ao grupo farmacofórico, mas sua farmacocinética pode facilitar sua chegada do fármaco aos receptores. A gente tem algumas modificações, aqui manteve igual mas modificou a hidroxila da posição 6, então 6 acetilmorfina é 4x mais ativa do que a morfina. Aqui teve modificações nos dois, a heroína é duas vezes mais ativa e aqui a gente tem a morfina para fazer a comparação. Aqui vocês já viram que quando eu tenho uma modificação no 6 eu fico mais ativa do que quando eu tenho modificação na hidroxila do anel A e do anel 6. Se eu falei a vocês que a hidroxila do anel A lá em cima é essencial, uma vez que eu tenho uma molécula que tem modificação nessa hidroxila e mesmo assim tem atividade, eu já debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce suponho que ela deve sofrer uma metabolização. Quando uma molécula tem que sofrer uma metabolização para poder atuar, ela não vai ter a mesma atividade de uma molécula que não precisa dessa metabolização, então o que justifica uma atividade similar mas um pouco prejudicada. Mas, o que justifica que essa atividade tenha aumentado na heroína e na acetilmorfina? –melhorou polaridade, então eu tenho uma molécula que tem que ser metabolizada, mas que vai ser ajudada pela mudança da polaridade e ali eu tenho uma molécula que não tem que ser metabolizada e ela vai ter sua polaridade melhorada, então a 6-acetilmorfina teve sua síntese banida porque ela é muito potente, é uma coisa mais potente que a morfina e a heroína ainda pode ser utilizada em pacientes com câncer em fase terminal, quando a morfina não vai mais corresponder, porque a gente tem a heroína como droga de abuso, ela tem o potencial de ser viciante, ela só é usada na clínica quando já se perdeu outras alternativas analgésicas. Então, esse aqui é essencial e esse daqui não é essencial mas pode facilitar se for alterado por porções apolares. A morfina tem uma dupla entre o carbono 7 e 8, foi observado que a diidromorfina é a mesma morfina menos essa dupla e não houve qualquer alteração na atividade, então a presença ou ausência dessa dupla não interfere na interação da morfina com o receptor, tantoé que a diidromorfina não apresentou nem melhora, nem piora em relação à morfina, então a dupla não é essencial para a atividade. Vamos aqui onde a morfina tem N-CH3, um nitrogênio ligado à metila. Foram feitas algumas substituições (esse é o ponto mais fácil de se substituir), a normofina é só o NH, aí foram feitas substituições com os grupamentos carregados, aí se observa o teste in vivo que apenas a modificação do NH tem atividade 25% reduzida, mas tem atividade, enquanto que as outras duas tentativas não houve qualquer atividade in vivo, in vitro a atividade de qualquer uma das três é semelhante à morfina, então in vivo apenas o NH tem uma atividade reduzida, mas tem uma atividade, as outras duas tentativas não apresentaram atividade, in vitro todas tem uma atividade semelhante à morfina. Esse N- CH3 é essencial? E por que no teste in vivo, mesmo ele estando presente não havia atividade? – debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce quando eu coloco diretamente ligado ao receptor, a carga não interfere no metabolismo, e quando eu coloco duas substâncias carregadas para atravessar a barreira hematoencefálica e chegar ao receptor que está lá no sistema nervoso central é basicamente impossível, porque a minha membrana é apolar e ela está carregada, então é um transporte que não vai acontecer. Então, in vivo não é que elas são ruins é que elas nem chegam lá, e elas nem chegando lá não tem atividade. In vitro elas tem atividade porque esse nitrogênio é um ponto de interação da morfina com o receptor. Então o problema aqui de nem ter se observado a atividade in vivo aqui foi porque ela nem chegou lá para estar ligada, uma outra coisa importante é que esse nitrogênio da morfina ao ligar-se no receptor ele precisa estar carregado, então do ponto de vista de pH, o pH do sistema nervoso faz com que esse N-CH3 da morfina esteja protonado, o nitrogênio e essas moléculas embora não cheguem lá, ao chegar eles ligariam perfeitamente, que é identificado no teste in vitro, então o nitrogênio é essencial e precisa estar carregado para se ligar ao receptor. Então do ponto de vista da farmacocinética, a morfina neutra serve para chegar ao receptor, então a morfina chega ao receptor neutra, quando ela vai chegar lá o pH do receptor vai facilitar com que ela seja protonada e é essa versão protonada que vai interagir com o receptor, então aqueles fármacos tinham dificuldade in vivo porque não conseguiam chegar lá, mas in vitro eles atuavam da mesma forma porque uma vez estando no receptor eles já estavam protonados. E se o nitrogênio for removido, não há atividade, então a atividade existe se há substituições no nitrogênio, mas sem a presença do nitrogênio perde a atividade, o que faz do nitrogênio essencial para a ligação com os receptores opióides. Esse anel aromático é essencial, não existe estruturas sem esse anel aromático que tenha atividade. O anel C poderia ser retirado, não só a dupla, mas o anel C todo poderia ser retirado que a atividade seria mantida, então ele não é essencial. Essa ponte é essencial, ela também foi removida em alguns casos e modificou a atividade. Então foi considerado como essencial: o anel A e a sua hidroxila e o nitrogênio. Então grupos farmacoforicos da morfina, a interação dela com o receptor está baseada numa interação de vander waals, interação apolar hidrofóbica; do anel aromático A com o receptor; numa ligação de hidrogênio daquela hidroxila ligada ao anel aromático; e uma interação iônica do nitrogênio protonado junto com o receptor. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Então ele fez um triangulo do receptor, do anel aromático, a hidroxila ligada a ele e do nitrogênio protonado são os principais pontos de ancoramento ao receptor. Uma outra coisa além desses três pontos, é que essa estrutura tem que ter uma conformação que seja permitido que esses três pontos se encaixem no lugar certo dentro do receptor. Qualquer mudança na estereoquimica, a gente já vai ter mudança nessa conformação e uma maior dificuldade de interação dentro do receptor, então se a morfina chega estando na porção isolada levorotatória, ela tem condição de interagir com os três pontos do grupo farmacoforico, se mudar a estereoquímica ela já vai perder alguns pontos de interação. Com essa modificação aqui, a gente já perde pontos de interação da hidroxila, então já é um ponto a menos de interação que justifica até uma perda da atividade em relação ao receptor farmacológico. debor Realce debor Realce O carbono 14 é um dos centros quirais da molécula da morfina e ao invés de ser tracejada está a cunha fechada, ao invés de estar para trás está para frente. O que acontece é que há uma modificação na posição que a morfina ocupa, então ela deixa de ter o formato T que é usual, para ter uma conformação diferenciada e isso faz com que essa estrutura que só tinha esse centro quiral modificado tenha apenas 10% da atividade da morfina, porque deve haver uma dificuldade na interação dos 3 pontos essenciais do receptor. Então do ponto de vista de interação, de conformação, toda modificação tem sido de certa forma desvantajosa. Além da estratégia de modificar/variar os substituintes, a gente também pode adicionar partes a essa molécula, então estender partes da droga. Quando a gente estende a estrutura, eu sei que tenho 3 pontos de ancoramento, eu queria continuar com esses pontos de ancoramento e lançar mais parte à essa estrutura. Então colocou-se ali ao invés de um nitrogênio, colocou uma hidroxila, a oxymorfina é a estrutura com hidroxila e observou-se que houve uma atividade aumentada de 2,5 vezes, lembrando que a presença de hidroxila pode ser um ponto a mais de ligação de hidrogênio com o receptor. Aqui também a diidromorfina que é a hidromorfona, que é a estrutura da morfina apenas com modificações que não são essenciais (ausência da dupla e modificação da hidroxila 6, que não é essencial), então ela é 5x mais ativa do que a morfina. Enquanto que essa mesma estrutura, que tem o carbono hidroxilado ao invés de hidrogenado (aqui é hidrogênio e aqui é hidroxila), produziu um analgésico 10x mais potente do que a morfina, indicando que realmente essa posição 14 deve conseguir uma interação a mais com o receptor ao ponto de justificar o aumento da atividade analgésica. Então extensão de droga cria um fármaco mais potente, pode ser que clinicamente ele não tenha aplicação, mas do ponto de vista de estrutura atividade é um bom achado. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Dentre as mudanças de extensão de drogas, as mais fáceis de se fazer é mexendo no nitrogênio. É essencial manter o nitrogênio, mas a gente pode fazer modificações que são as mais fáceis e mais vantajosas. Foi observado que: dimetila aglutila, quando eu vou aumentando até o grupamento glutila eu tenho uma atividade que vai diminuindo até zerar, então metila tem atividade ótima, etil porpil butil cai, mas quando eu coloco um grupo mais volumoso do que 4 carbonos e pego uns 5 ou 6 carbonos eu tenho uma atividade recuperada. Então a atividade ótima está na metila, aumentou para 4 carbonos perco essa atividade, aumentei para 5 ou 6 eu tenho uma atividade recuperada. Então justifica que eu tenha um ponto de interação mas para interagir nesse ponto eu preciso de uma extensão longa. Com efeito, a estrutura ferritilmorfina (tem estrutura longa ligada ao nitrogênio, tem o grupo etil, tem feniletil), essa estrutura longa fez com que esse fármaco fosse 14x mais ativo do que a morfina, então todo o resto da estrutura é igual e apenas o resto da extensão que provavelmente permite interação extra com o receptor e justifica esse aumentoda atividade, então como isso é extremamente hidrofóbico, deve ter um ponto de ancoramento hidrofóbico no receptor que é atingido com essa extensão. Estava aqui a morfina, adicionamos um grupamento e criamos um sitio a mais de ancoramento hidrofóbico porque essa estrutura adicionada é apolar. Aqui a gente tem a estrutura da morfina que é o agonista do receptor opióide, aí eu vim e modifiquei, coloquei essa estrutura no lugar da metila e criei um antagonista, então uma simples troca da metila por aquele grupo propenil fez com que eu tivesse agora não mais um agonista do receptor, mas sim um antagonista do mesmo receptor. Então em todos os tipos de receptor, a nalorfina é um antagonista por essa simples modificação. Anteriormente a gente tinha visto uma modificação longa dando uma alta atividade agonista e agora a gente está vendo uma modificação com atividade antagonista. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Além dessa estrutura que tem atividade antagonista, eu também tenho outras estruturas que tem atividade antagonista. Então, essa estrutura aqui metilciclopropil também é um fármaco com características de antagonista. A naloxone diferente da nalorfina, tudo isso aqui, tem o mesmo grupamento, é um antagonista. Narloprexona também tem essa mesma modificação e o grupo metil ciclo propil é um antagonista. E aqui é a nalorfina que a gente tinha visto anteriormente que também é um antagonista. Então eles atuam se ligando ao receptor, impedindo que a morfina se ligue. Algumas vítimas de acidentes usam muito, então você tem uma vítima de acidente com fraturas generalizadas, e se usa morfina o que acontece é que o excesso de morfina causa depressão respiratória, aí dá nalorfina para liberar o receptor e erradicar a depressão respiratória, então dá um com atividade analgésica e depois dou quem tem essa atividade antagonista evitando a depressão respiratória, do mesmo jeito de quando a pessoa chega com overdose de heroína, dá nalorfina como antidoto no sentido de remover ou deslocar aqueles fármacos do receptor, então eles tem essa atividade. Ou eles são fracamente agonistas, ou são antagonistas. Então a gente tem aqui uma extensão de droga no mesmo ponto, mas como a extensão é diferente a gente observou duas atividades muito antagônicas, a gente tem um antagonista e um agonista potente. No antagonista: no receptor a gente tem uma região que ligando nele eu vou desempenhar atividade agonsita e uma outra região que ligando nela eu vou me comportar como antagonista, impedindo a ligação na região agonista. Quando eu tenho a naloquina, eu tenho aqui uma interação forte com a região antagonista, quando ele está na posição equatorial e a região agonista não é atingida. Quando eu tenho esse fármaco na posição axial (eu posso ter as duas posições), eu tenho nenhuma atividade debor Realce debor Realce debor Realce antagonista e uma fraca atividade agonista, porque o sitio agonista em si não é atingido porque a extensão é curta, então nesse caso ele está sempre mais voltado para o lado antagonista, então ele pode até funcionar em um momento como agonista parcial, mas a atividade realmente nele é a antagonista. Aqui foi feita uma modificação em cima da estrutura anterior, ao invés de um hidrogênio eu tenho aqui no carbono 14 uma hidroxila. Aqui sim eu vou ter uma preferência entre axial e equatorial, a nalorfina a diferença é só a hidroxila. A equatorial vai permitir que interaja como antagonista, a axial também ficaria na mesma posição como agonista fraco, porque aquela hidroxila gera impedimento estérico com esse grupo associado ao nitrogênio, então quando a gente tem impedimento estérico não existe nenhuma justificativa para ela existir naquela forma axial, ela vai sempre existir na forma equatorial, então aqui ela vai ser um antagonista puro, ela nunca vai estar quanto um agonista parcial porque o impedimento estérico impede isso, então não existe justificativa estérica para ela existir como axial, ela vai estar sempre como equatorial, porque ela estará atuando somente como antagonista, então ela é um antagonista puro, nunca vai estar atuando como agonista porque por impedimento estérico a forma axial é desvantajosa. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Vamos olhar agora o fármaco que atua como agonista potente, na forma axial ele vai chegar direitinho naquela porção agonista e na forma equatorial ele chega na rotação antagonista, mas a porção mais hidrofóbica e mais volumosa não está na região de interação, porque é uma interação muito leve, muito fraca, não é resistente, então ele tem uma atividade mais voltada para porção agonista e na porção antagonista tem uma interação muito fraca. É o oposto do que ocorre na nalorfina, a atividade dele é voltada para o agonismo. Estratégias no desenvolvimento de análogos da morfina Além de estender a droga, que embora seja bonito do ponto de vista de interação, mas do ponto de vista sintético estender a droga é criar um problema a mais, além de conseguir a estrutura da morfina eu vou ter que colocar nela algo a mais, então isso pode ser do ponto de vista sintético difícil. E aí eu posso entrar com a estratégia de simplificação ou dessecação da molécula, a vantagem é encontrar um agonista sintético mais fácil, mais viável. O que eu posso retirar dessa estrutura sem prejudicar a minha atividade?! Foram fazendo testes, pegou-se a estrutura da morfina e foi dessecando, foram retiradas algumas partes e ver o que acontece. Então a primeira estratégia foi remover o anel E, que é o anel que liga ao nitrogênio, ele envolvia tudo isso que está em azul, envolvia um par de elétrons. O nitrogênio (a ausência desse núcleo básico), retirado não foi uma estrutura viável, retirar o anel E não foi uma estrutura viável. Aí foi retirado o anel D, que é aquela ponte éster que a gente viu que não é essencial. Retirando o anel D, a gente tem os grupos morfinanos que tem diversos fármacos representando esse grupo onde é debor Realce debor Realce retirado o anel D. A N-metilmorfina tem apenas 1% da atividade da morfina, o levorfanol tem 5x mais atividade do que a morfina. O levallorfan é o antagonista mais potente que a nalorfina. Menor atividade, justificativa: o anel C, 5x mais atividade é uma molécula que está com todos os grupos de interação e uma molécula que está mais apolar; o antagonista exatamente a mesma extensão que deu o antagonismo à morfina, o agonista potente foi a mesma extensão que deu a atividade agonista à morfina. Então, os morfinanos respondem às modificações estruturais da mesma forma que a morfina, é um sinal de que o anel D não faz falta à estrutura, eles podem ser removidos se isso for melhorar a via sintética. Eles são mais fáceis de sintetizar, os que são mais ativos a gente só tem que prestar mais atenção porque eles tendem a ter maior efeito colateral na mesma proporção que tem efeito analgésico. Da estrutura de onde já havia retirado o anel D, vamos retirar também o anel C, teoricamente deveria dar certo, porque não fazia muita falta e a hidroxila da posição 6 poderia ser modificada por diversas vezes também que ela não seria essencial. Aí criou-se o grupo dos benzomorfanos, eles são do ponto de vista estrutural bem diferenciados, a nova extensão de metila nessa região, mantendo todos os outros pontos normais, alguns tem outras modificações. Foi observado que aqui o metazoceno seria exatamente a morfina sem o anel D e o anel C. A fenazocena é 5x mais potente do que a morfina porque ela tem a mesma extensão agonista, é um pouco menos potente do que a outra da morfina que é a 14, mas ela mantem esse pensamento de ser um agonista potente. O pentazorfina tem 33% da atividade da morfina, ela é utilizada como analgésico de longa duração porque tem baixo risco de dependência, apesarde ter a atividade menor ele tem a vantagem de diminuir o risco de dependência, mas ele mantem os pontos essenciais de interação. Aqui a gente também tem um outro fármaco que é 200x mais ativa e não detém centro respiratório, esse fármaco tem sido estudado, porque a gente não entendeu ainda se ele funciona como agonista ou como antagonista em outros receptores associados também à supressão de dor, então não é fato que ele atue somente em receptores opióides, talvez também é fato que ele atue em outros receptores que justifiquem a não depressão respiratória, não é entendido ao certo se ele atua só no receptor opióide. Mas nos benzomorfanos pode-se ainda a estratégia de que eles também respondem de forma semelhante a morfina e todos eles tem a menor tendência ao vício, eles tem essa vantagem em relação à morfina. Foi observado que os anéis C e D não são essenciais, que a analgesia e dependência não andam necessariamente juntas porque os benzomorfanos tem atividade semelhante mas tem a menor tendência ao vício, ainda são receptores opióides da mesma maneira que a morfina e tem uma maior facilidade sintética, quanto menor a estrutura maior a facilidade sintética. Um achado importante para esse grupo é que foi achado que é possível encontrar fármacos com potência analgésica mas sem essa tendência à dependência ao vício, então foi um achado importante para os benzomorfanos. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Se deu certo para os anéis C e D, vamos retirar o B, C e D. Então foram retirados os grupos dos 4- fenilpiperidinas, onde foi retirado o anel B, C e D, então basicamente se manteve o anel A e o anel E. manteve-se a estrutura básica da morfina. A meperidina é um analgésico que tem 20% da atividade da morfina, então ela é utilizada para partos difíceis, porque ela tem a menor chance de atingir o centro respiratório do bebê, então ela pode ser usada de forma segura em alguns casos. Só foi identificada quando suas propriedades analgésicas foram evidenciadas, então a meperidina tem 20% da atividade da morfina e se a gente sobrepor vamos ver que exatamente o anel A e o anel E são exatamente iguais à morfina. A morfina está representada em vermelho e a meperidina em preto, nessa sobreposição os pontos farmacofóricos se manteve, mas mesmo assim a gente tem uma atividade menor. A dúvida é quanto em que receptores essas estruturas retiradas (o anel B, C e D), atuam, porque eles não obedecem da mesma forma que na morfina, às modificações estruturais, então quando eu coloco lá o grupo etonil ele não vira um antagonista, quando eu coloco o fenil etil, ele não vira um agonista potente. Então qual seria a justificativa para ele não responder como a morfina à essas variações estruturais?! Uma dessas justificativas é que pode ser que ele atue na via analgésica mas não atue no mesmo receptor, então não se tem certeza se essas substâncias atuam no mesmo receptor opióide que a morfina porque ela não obedece às modificações estruturais da mesma forma, então não se tem a resposta esperada, mas ela atua como analgésico. Então ela pode não ser considerada como uma droga opióide, mas ela pode ser considerada um analgésico, talvez não opióide. Eles podem estar atuando em diferentes conformações, em outros receptores. debor Realce debor Realce debor Realce Outra tentativa foi retirando até o anel E, mas manteve-se o nitrogênio, mas não mais na conformação do anel E, que eram os difenilpropilaminas. Alguns tem atividade mais potente do que a morfina, são uteis porque são utilizados por via oral, tem menos efeitos colaterais, são utilizados em pessoas que estão tentando se livrar do vício de heroína e de substâncias opióides, mas a gente não sabe do ponto de vista de utilidade em receptor opióide, a gente não sabe correlacionar diretamente. A metadona foi um analgésico muito utilizado na segunda guerra mundial, porque ela tinha a vantagem de ser utilizada por via oral, a morfina até hoje é utilizada por via injetável, a gente teve essa oportunidade de ter esse fármaco que era utilizado por via oral. Mas, essa aqui não era uma substituição que leva a um analgésico opióide, tem atividade analgésica, mas eu não tenho como garantir que é de um receptor opióide. Uma outra estratégia é enrijecer a estrutura para manter as características da conformação, então eu posso criar pontos como por ex., a partir da tebaína, usar uma reação de exalo para que haja uma ponte e um terceiro anel (novo anel) e aí manter essa estrutura rígida, mantendo a estrutura rígida, eu mantenho a conformação. Aqui é a tebaína, ela tem um anel a mais em relação à morfina. O que observou é que esse grupamento de oripavinas elas não tem efeito analgésico, embora tudo levasse a crer que essa estrutura melhoraria a atividade analgésica, não foi observado nenhum efeito analgésico e isso pode estar relacionado que ele tem que estar na conformação dele para chegar ao receptor certinho e o acréscimo desse anel, embora não tenha a estrutura D, mas pode ser que algum impedimento estérico esteja envolvido no acréscimo dessa estrutura. Existe uma única droga que tem esse impedimento e que acrescenta um grupamento a mais na estrutura e que envolve duas estratégias: o enrijecimento e a extensão de drogas. Uma extensão de drogas, uma extensão hidrofóbica vai indicar que existe uma ponte hidrofóbica na interação. Do ponto debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce de vista de enrijecimento, só o enrijecimento da droga a gente não vê atividade analgésica, mas uma droga enrijecida mais um grupamento hidrofóbico possibilitou a existência da Etorfina que apresentou 10.000x mais potente que a morfina, não tem uso clínico nenhum, apenas uso veterinário, é utilizado como sedativo para elefante, então ela tem 20x mais afinidade pelo receptor opióide do que a morfina o que justifica a sua atividade elevada, mas do ponto de vista terapêutico ele não tem nenhuma atividade, a única atividade dele é sedativo para elefantes. Aqui a gente tem a depremorfina, que foi acrescentado a ela uma extensão que dá atividades antagonistas, ela é 10% mais potente do que o antagonista nalorfina, não possui atividade analgésica, ela é só antagonista, utilizada para reverter o efeito de opióides em uma overdose. Aqui a gente tem a mesma bupremorfina só que com a extensão e ela também tem atividade semelhante à nalorfina, então ela também comporta-se como antagonista e é sem risco de vício, tem essa vantagem. São fármacos que tem um enrijecimento, que se comportam e respondem da mesma forma que a morfina aos substituintes, então aqui é um antagonista da morfina semelhante à nalorfina, só que ele é 100x mais potente do que a nalorfina como antagonista, da mesma forma aqui também a gente tem um antagonista potente que é justificado pela ação de ter mais sítios hidrofóbicos, então pode ter uma ponte de ancoramento a mais. Tem duas estratégias que foram utilizadas aqui: enrijecimento e extensão da droga. Essa extensão justifica a atividade antagonista e essa extensão justifica que a atividade antagonista observada seria superior ao fármaco nalorfina, que é a morfina mais isso aqui, gerando antagonismo, porque ele tem um ponto de ancoramento e o clorofórmio a mais. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Todas essas moléculas que a gente viu até agora foram moléculas exógenas que são encontradas na natureza não são sintetizadas, mas tem que existir dentro do corpo alguém que ligue o receptor opióide porque o corpo não pode ter produzido um receptor para unicamente ligar à drogas externas. Então foi observado em 1982 que a naloxona revertia a analgesia provocada pela estimulação elétrica, então estimulada eletricamente o organismo e vinha a sensação de analgesiae essa analgesia era revertida com o antagonista opióide que é a naloxona, então foi observado que nessa estimulação elétrica, as encefalinas eram liberadas mediante estimulação no corpo e se ligavam ao receptor opioide dando sensação de analgesia e eram deslocadas desse receptor por um antagonista que era a naloxona. Já foram descobertos no mínimo 15 peptídeos endógenos com atividade analgésica, o tamanho da cadeia varia de 5 a 33 resíduos de aminoácidos, são derivados de 3 proteínas precursoras iniciais que são a: pro-encefalina, pro-dinorfina e pro-ópiomelanocortina, então são 3 classes produtoras iniciais. Possuem centro e resíduo metionina e leucina terminais e o resíduo tirosina essencial para a atividade. Então o efeito placebo analgésico pode ser decorrente a liberação de endorfina. Assim como uma das técnicas é tocar em pontos específicos que irão lançar endorfinas no corpo e portanto gerar essa sensação de alivio de dor. A gente viu que eles tem que ter alguns aminoácidos essenciais, então eles tem ser metina ou leucina, eles tem que ter tirosina. Na tirosina é essencial na estrutura dessas moléculas que a gente tem o grupo farmacoforico justificando a ligação ao receptor opióide. A gente pode ter grupos adicionais de interação com o receptor, grupos hidrofóbicos ou grupos de ligação de hidrogênio. Por isso que essa tirosina é essencial a estrutura, independente da sequência tem que ter a tirosina. Aqui só para vocês verem que a gente tem a Beta-endorfina com 31 aminoácidos, então ela vai ter a tirosina lá em algum dos pontos e vai ter vários pontos acessórios de interação hidrofóbica. Então a gente tem em todas as endorfinas pontos farmacoforicos na cadeia e nem toda a estrutura de aminoácido vai penetrar no receptor. Então, tem uma região que liga ao receptor e o resto fica extra receptor. Ele tem uma facilidade em relação aos fármacos porque é apolar a sua maioria. debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce Receptores opióides Para pensamento de receptor opioide, ele é enxergado naquele modelo clássico de chave-fechadura, deve existir um centro de ligação de vander wals, de ligação de hidrogênio e interação aniônica, para esse grupo farmacoforico atingir esse receptor ele deve estar sempre na posição de formato T, então o que justifique mudanças de centros quirais que prejudiquem a atividade e deve existir uma cavidade hidrofóbica para acomodar uma ponte entre C-15 ou C-16 carbonos que justifique toda extensão de drogas quando é hidrofóbica gera um agonista forte, então deve existir múltiplos sítios receptores, 3 essenciais e sítios hidrofóbicos para extensões de drogas. Esses receptores opióides tem sua subdivisão, são classificados de forma grosseira em kappa e delta. Estão localizados no cérebro e na medula espinhal, e em alguns tecidos. São acoplados à proteína G, tem o amp-cíclico como segundo mensageiro. Vão ativar corrente de cálcio e suprimir potássio, com isso vão inibir a progressão dos neurotransmissores que estão relacionados a dor (gaba, glutamato), então vão inibir a propagação do impulso doloroso entre outros neurônios. Então a sensação de analgesia não quer dizer que o que causava a dor foi curado, não, bloqueei a transmissão. Se a causa permanecer, quando aquele meu fármaco for deslocado do receptor, vai doer de novo. O que se sabe é que no receptor kappa a seletividade está relacionada à segunda alça extracelular. O µ e δ tem sua seletividade em diferentes alças. A seletividade de um dele pode estar relacionada a não só a atração daquele fármaco por subtítulo de receptor opióide, mas também à repulsão por outros, então por impedimento estérico ele pode se ligar no mi, mas por impedimento estérico impede que ele se ligue ao kappa. Não só a atração, mas também a repulsão por outros. Artigo que fala sobre diferentes afinidades dos fármacos entre os três subtipos principais dos receptores opióides. Esses 3 subtipos tem substituição de mensagem, que está relacionado a alguns efeitos colaterais. Se a gente conseguisse um fármaco com afinidade especifica a gente poderia diminuir o efeito colateral de depressão respiratória, intolerância... então a gente poderia ter essa função. A dificuldade é que esse aqui é o receptor opióide, cada bolinha dessa representa um aminoácido, esses aminoácidos que estão em preto são comuns a todos os receptores acoplados à proteína G. Os que estão em cinza são comuns apenas entre os três subtipos de receptores opióides e o que está em branco é o que diferencia entre os três subtipos de receptores opióides. Então se eu for pensar do ponto de vista de criar novos fármacos específicos para determinados subtipos, eu vou pensar em interagir debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce debor Realce com que tipo (cor) de aminoácido? – branco, porque ele tem em um receptor e não tem no outro. O meu grupo farmacoforico tem que se ligar em que cor de aminoácido? –branco que é comum aos receptores opióides.