Nome do Projeto
Síntese, reatividade e atividade biológica de calcogenilcurcuminóides e calcogenilturmeronas
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/02/2024 - 31/01/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
O Ministério da Saúde (MS) vem incentivando iniciativas para a promoção de pesquisa e de desenvolvimento sustentável de tecnologias e inovações nas diversas fases da cadeia produtiva de plantas medicinais, visando gerar produtos de interesse para o SUS. O Programa Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápico elaborou a Relação Nacional de Plantas Medicinais de Interesse ao Sistema Único de Saúde (ReniSUS), relacionando 71 espécies com potencial terapêutico. As substâncias voláteis e não voláteis presentes nestas plantas, podem ser utilizadas na forma de mistura ou purificadas e submetidas à formulação, caracterizando-se como exemplo de green drug. A modificação química destas substâncias leva à obtenção de novas moléculas semissintéticas com potencial biológico e farmacológico, caracterizando-se em uma outra rota para a obtenção de green drugs e contribuindo para a cadeia produtiva destes recursos renováveis. O uso de matéria-prima de fonte renovável e a síntese de compostos organocalcogênios (S, Se e Te) têm sido foco de nossos estudos desde 2003. Entre as espécies relacionadas pela ReniSus, o Eucalyptus globulus, a Eugenia uniflora e a Tagetes minuta foram utilizadas em nossos estudos como fonte de matéria-prima renovável visando a modificação química de grupos funcionais e/ou a adição de grupos organocalcogênios. Com isso, foram obtidas novas classes de substâncias semissintéticas que têm apresentado aumento na reatividade e na seletividade de suas reações, além de atribuir ou potencializar atividades biológicas e farmacológicas. No momento, nosso interesse está na Curcuma longa Linn. que é conhecida popularmente como cúrcuma, açafrão ou turmérico. Sua cultura tem função social importante, pois é feita por pequenos produtores, principalmente no estado de Goiás, com a utilização de mão de obra familiar. A composição química da cúrcuma é variada e está presente em maior proporção nos rizomas da planta. O óleo essencial (OET) é constituído majoritariamente por um dos isômeros da turmerona e apresenta potencial terapêutico para diferentes atividades farmacológicas, mas há poucos estudos relacionados aos componentes isolados. A fração não-volátil é constituída por curcuminóides, em especial a curcumina (72-78%) que é a principal responsável pelas atividades farmacológicas da cúrcuma. Muitos estudos vêm sendo realizados visando produzir análogos e derivados da curcumina com o objetivo de melhorar a farmacocinética, mas mantendo, melhorando ou conferindo novas atividades farmacológicas. Estruturalmente, a curcumina apresenta diferentes sítios reativos que permite obter vários derivados que em muitos casos apresentam atividades superiores à curcumina. Entretanto, até o momento, há apenas poucos derivados da curcumina contendo grupos organoenxofre e não foram encontrados derivados com grupos organosselênio e não foram encontrados derivados organocalcogenados da turmerona. Considerando a crescente aplicação dos compostos organocalcogenados em diversas áreas, propomos neste projeto estudar a obtenção de novos compostos organocalcogenados semissintéticos derivados da curcumina e da turmerona presentes nos rizomas da Curcuma longa L. Posteriormente, estudar suas possíveis aplicações sintéticas e atividades biológicas e farmacológicas. Espera-se agregar valor à Curcuma longa L. e contribuir para a cadeia produtiva de plantas aromáticas e medicinais da ReniSus e fortalecer a agricultura familiar.

Objetivo Geral

Este projeto visa estudar a obtenção de novos compostos organocalcogenados semissintéticos derivados da curcumina e da turmerona presentes nos rizomas da Curcuma longa L. Para isso, pretende-se estudar o desenvolvimento de metodologias sintéticas mais eficientes e mais limpas de acordo com alguns dos princípios da química verde e sustentável, utilizando energias alternativas (luz, ultrassom, micro-ondas), reagentes seguros e solventes verdes (PEG-400, glicerol, etanol). Posteriormente, pretende-se estudar suas possíveis aplicações sintéticas e atividades biológicas/farmacológicas (antimicrobiana, antioxidante, antinociceptiva, antidepressiva, anti-inflamatória, anticâncer) através da colaboração dos grupos de pesquisa parceiros na UFPel e em outras IEs. Espera-se desta forma, agregar valor à Curcuma longa L., contribuindo para a cadeia produtiva de plantas aromáticas e medicinais da ReniSus e assim, fortalecer a agricultura familiar.

Justificativa

O Ministério da Saúde (MS) vem incentivando iniciativas para a promoção de pesquisa, desenvolvimento de tecnologias e inovações nas diversas fases da cadeia produtiva de plantas medicinais. Com o objetivo de gerar produtos de interesse para o SUS e em 2008 foi criado o (ReniSUS), relacionando 71 espécies com potencial terapêutico. Entre elas está a Curcuma longa L., conhecida popularmente como turmérico, açafrão-da-terra e cúrcuma, é uma planta da família Zingiberaceae, originária da Índia e cultivada em todo o mundo tropical para uso medicinal e condimentar. No Brasil, o município de Mara Rosa no estado de Goiás é o maior produtor. Sua composição química é bastante variada e as principais classes de compostos são encontradas em maior proporção nos rizomas da planta, sendo os sesquiterpenos no óleo essencial e os curcuminóides na fração não-volátil.
Os principais constituintes do óleo essencial de turmérico (OET) são os sesquiterpenos bisabolanos Ar-turmerona (42%), α- e β-turmerona (30%). Os estudos realizados em nível pré-clínico, relatam interessantes efeitos farmacológicos do OET sem toxicidade associada, entretanto há poucos estudos relacionados aos componentes isolados. Os curcuminóides são polifenóis e o componente majoritário (72-78%) é a curcumina que corresponde a cerca de 2-8% em massa dos rizomas e pode ser obtida comercialmente. As atividades farmacológicas da cúrcuma estão mais associadas aos curcuminóides, em especial à curcumina. Entretanto, até o momento, não foram encontrados derivados organocalcogenados destes sesquiterpenos e da curcumina.

Metodologia

A turmerona majoritária será obtida por cromatografia em coluna de silicagel, do óleo essencial dos rizomas da Curcuma longa L. que será obtido por extração por arraste à vapor ou obtido comercialmente.
A curcumina será obtida a partir do extrato dos rizomas da Curcuma longa L e será isolada por cromatografia em coluna de silicagel ou será obtida comercialmente. Os dicalcogenetos de diorganoíla, bem como, outros materiais de partida não comerciais serão sintetizados no laboratório seguindo metodologias descritas. Os demais reagentes serão adquiridos comercialmente.
Os novos derivados semissintéticos serão obtidos através do desenvolvimento de novos protocolos ou adaptando metodologias sintéticas já desenvolvidas pelo grupo. Serão avaliados os parâmetros reacionais como tempo, temperatura, o solvente e a concentração de reagentes e auxiliares visando obter os produtos com altos rendimentos. Após obter a melhor condição reacional, será realizada a ampliação do escopo reacional frente a diferentes dicalcogenetos de diorganoíla e demais substratos para a obtenção das moléculas semissintéticas contendo diferentes substituintes. Serão realizados reações complementares e estudos de RMN e Espectroscopia de Massas para propor os mecanismos reacionais. Posteriormente à obtenção dos derivados semissintéticos, serão realizados estudos da reatividade avaliando a influência na velocidade e na estereoquímica das reações envolvidas.
As reações de condensação e de ciclocondensação serão estudadas na presença de catalisadores e/ou aditivos, podendo ocorrer em etapas ou one pot. As reações serão realizadas com solvente verdes (PEG-400, glicerol, etanol) ou sem solvente, utilizando (ou não) suportes sólidos recicláveis, sob aquecimento convencional e sob fontes alternativas de energia (micro-ondas, luz ou ultrassom). Em todos os casos, realizar um estudo comparativo na presença de fontes alternativas de energia ou aquecimento convencional, visando seletividade e menores tempos reacionais e/ou economia de energia.
As reações serão realizadas em frascos (balões ou tubos) reacionais de vidro, procurando estabelecer as melhores condições reacionais, de acordo com os reagentes utilizados. O acompanhamento das reações será realizado através de Cromatografia em Camada Fina e lâmpada UV no LASOL da UFPel. A purificação dos produtos será feita por cromatografia em coluna “Flash” e/ou destilação. A identificação dos compostos será feita através das análises de Infravermelho, CG/MS, RMN 1H e de 13C que serão realizadas na central Analítica da UFPel. Os ensaios biológicos e farmacológicos/toxicológicos serão realizados nos Laboratórios de pesquisa parceiros: GPN/UFPel e LaFarBio/CCQFA LABIONEM/CCQFA.
O presente projeto está dividido em subprojetos de Tese de Doutorado, Dissertação de Mestrado, Iniciação Científica, Iniciação Tecnológica ou Estágios e extensão.

Indicadores, Metas e Resultados

Indicadores:
1. Publicação de artigos científicos.
2. Apresentação de trabalhos em congressos e eventos científicos.
3. desenvolvimento de novas parcerias com diferentes grupos de pesquisa.
4. contribuir para a formação de recursos humanos qualificados em nível de graduação e pós-graduação.

Metas:
1. Publicar ao menos 13 artigos envolvendo a obtenção de calcogenilcurcuminóides e seus derivados.
2. Publicar ao menos 10 artigos envolvendo a obtenção de calcogenilturmeronas e seus derivados.
3. Publicar ao menos 3 artigos envolvendo a avaliação biológica/farmacológica de calcogenilcurcuminóides e/ou derivados.
4. Publicar ao menos 2 artigos envolvendo a avaliação biológica/farmacológica de calcogenilturmeronas e/ou derivados.

Resultados esperados:
1. Publicar artigos envolvendo a obtenção de calcogenilcurcuminóides e seus derivados.
2. Publicar artigos envolvendo a obtenção de calcogenilturmeronas e seus derivados.
3. Contribuir para a geração de propriedade intelectual, relacionados a novos compostos e semissintéticos bioativos.
4. Orientar alunos de Iniciação Científica com bolsa FAPERGS, CNPq e/ou UFPel.
5. Orientar alunos de Mestrado do PPGQ.
6. Orientar alunos de Doutorado do PPGQ.
7. Contribuir com a extensão universitária.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
DANIELA HARTWIG DE OLIVEIRA1
DIEGO DA SILVA ALVES1
DYANDRA SARAIVA PERDOMO
EDER JOAO LENARDAO1
GELSON PERIN1
HECTOR CEZAR RIBEIRO
LUCIELLI SAVEGNAGO1
MÁRCIO SANTOS DA SILVA1
NICOLE CRISTINA MARTINS ROCHA
RAQUEL GUIMARAES JACOB12
VICTORIA DE CASTRO ARMANI
VITORIA LOPES RODRIGUES

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
CNPq / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoR$ 52.800,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339036 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa FísicaR$ 12.800,00
339030 - Material de ConsumoR$ 40.000,00

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