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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-2140-0711
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Síntese e avaliação do potencial biológico de derivados de N-acil-2-aminobenzotiazol contra o vírus Zika
Alternate title (s): Synthesis and evaluation of the biological potential of N-acyl-2-aminobenzothiazole derivatives against the Zika virus
Author: Dias, Renieidy Flávia Clemente
First Advisor: Rezende Júnior, Celso de Oliveira
First member of the Committee: Pivatto, Marcos
Second member of the Committee: Silva, Bruno Henrique Sacoman da
Third member of the Committee: Ferreira, Rafael Augusto Alves
Fourth member of the Committee: Almeida, Angelina Maria de
Summary: O Zika vírus (ZIKV) é um flavivírus pertencente à família flaviridae, que é transmitido pela picada do vetor infectado, nesse caso, mosquito do gênero Aedes aegypti. Uma das estratégias para o desenvolvimento de novos antivirais é a inibição da protease NS2B-NS3, que é essencial para replicação viral. O trabalho aborda a síntese de 19 compostos inéditos derivados N-acil-2-aminobenzotiazol, com potencial atividade biológica contra o ZIKV. Os compostos foram avaliados quanto à sua capacidade de inibir a replicação do ZIKV e a capacidade de inibir a protease NS2B-NS3 do ZIKV. O composto 33 foi o mais promissor da série de modificações realizadas no núcleo p-amino-benzamida, demonstrou uma eficácia significativa contra o ZIKV, com um valor EC50 de 5,1 µM. Além disso, o composto apresentou um índice de seletividade de 25,1, o que sugere que ele é 25,1 vezes mais eficaz em inibir o ZIKV do que em causar efeitos tóxicos nas células hospedeiras. Outros resultados antivirais in vitro mostraram que os compostos 40 e 60 da série de modificações no núcleo sulfonamida e no núcleo benzotiazol, respectivamente, também apresentaram eficácia contra ZIKV, cerca de duas vezes maior que o composto 2 selecionado como hit inicial, apresentando ambos EC50 próximo de 5 µM, apresentando índices de seletividade de 9,2 e 7,7, respectivamente, considerados como candidatos promissores. Desta forma, os compostos 33, 40 e 60 foram selecionados e testados a 10 µM frente à inibição de replicação do replicon BHK-21-RepZIKV_IRES-Neo, expressando a redução de atividade luminescente da Renilla luciferase em 63,4%, 60,4% e 75,5%, respectivamente. Baseado nos ensaios de atividade antiviral com vírus e com replicon do ZIKV, os compostos mais promissores foram identificados como potenciais candidatos a inibir a protease NS2B-NS3, e portanto, foram submetidos a uma triagem secundária para confirmar a sua capacidade de inibir a enzima NS2B-NS3 do ZIKV, com objetivo de verificar o potencial alvo bioquímico. Os ensaios da triagem inicial com a NS2B-NS3 confirmaram que os compostos testados apresentaram atividade promíscua, não sendo confirmado a enzima NS2B-NS3 como um alvo bioquímico para o mecanismo de ação dessa classe química sintetizada. Os compostos que mais se destacaram na triagem inicial enzimática e nos ensaios de replicação do ZIKV, foram os compostos 2, 32, 40, 41, 48, 59, 60 e 65 submetidos a avaliação através de métodos computacionais em relação ao seu perfil ADME-tox (absorção, distribuição, metabolismo, excreção, toxicidade), apresentando propriedades favoráveis para candidatos a fármacos.
Abstract: The Zika virus (ZIKV) is a flavivirus belonging to the flaviridae family, which is transmitted by the bite of the infected vector, in this case, the mosquito of the Aedes aegypti genus. One of the strategies for the development of new antivirals is the inhibition of the NS2B-NS3 protease, which is essential for viral replication. The work addresses the synthesis of 19 novel N-acyl-2-aminobenzothiazole derivatives, with potential biological activity against ZIKV. The compounds were evaluated for their ability to inhibit ZIKV replication and the ability to inhibit ZIKV’s NS2B-NS3 protease. Compound 33 was the most promising of the series of modifications made to the p-amino-benzamide core, demonstrating significant efficacy against ZIKV, with an EC50 value of 5.1 µM. In addition, the compound showed a selectivity index of 25.1, suggesting that it is 25.1 times morem effective in inhibiting ZIKV than in causing toxic effects in host cells. Other in vitro antivir results showed that compounds 40 and 60 from the series of modifications to the sulfonamide core and the benzothiazole core, respectively, also showed efficacy against ZIKV, about twice as high as compound 2 selected as the initial hit, both presenting EC50 close to 5 µM, presenting selectivity indices of 9.2 and 7.7, respectively, considered as promising candidates. Thus, compounds 33, 40 and 60 were selected and tested at 10 µM against the inhibition of replication of the BHK-21-RepZIKV_IRES-Neo replicon, expressing a reduction in luminescent activity of Renilla luciferase by 63.4%, 60.4% and 75.5%, respectively. Based on the antiviral activity assays with ZIKV virus and replicon, the most promising compounds were identified as potential candidates to inhibit the NS2B-NS3 protease, and therefore, were subjected to a secondary screening to confirm their ability to inhibit the NS2B-NS3 enzyme of ZIKV, with the aim of verifying the potential biochemical target. The initial screening assays with NS2B-NS3 confirmed that the tested compounds showed promiscuous activity, not confirming the NS2B-NS3 enzyme as a biochemical target for the mechanism of action of this synthesized chemical class. The compounds that stood out the most in the initial enzymatic screening and in the ZIKV replication assays, were compounds 2, 32, 40, 41, 48, 59, 60 and 65 submitted to evaluation through computational methods in relation to their ADME-tox profile (absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity), presenting favorable properties for drug candidates.
Keywords: ZIKV
N-acil-2-aminobenzotiazol
-Neo
NS2B-NS3pro
ADME-tox
N-acyl-2-aminobenzothiazole
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Subject: Química
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: DIAS, Renieidy Flávia Clemente. Síntese e avaliação do potencial biológico de derivados de N-acil-2-aminobenzotiazol contra o vírus Zika. 2023. 133 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.602.
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.602
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41128
Date of defense: 14-Nov-2023
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:TESE - Química

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