Novo C8

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 1785 (2023) Citar este artigo

1399 acessos

6 Altmétrica

Detalhes das métricas

Novos grupos estruturalmente diversos de derivados de cafeína substituídos por C8 foram sintetizados e avaliados quanto às suas propriedades químicas e biológicas. As caracterizações por espectrometria de massa, FT-IR e RMN desses derivados foram realizadas. A atividade citotóxica dos derivados foi estimada in vitro usando glóbulos vermelhos humanos (RBC) e estudos farmacocinéticos in silico. A capacidade antioxidante dos compostos foi analisada usando um ensaio de atividade quelante de íons ferrosos. A capacidade dos derivados de proteger as hemácias do dano oxidativo, incluindo a oxidação da hemoglobina em metemoglobina, foi avaliada usando um dicloridrato de 2,2'-azobis(2-metil-propionamidina) solúvel em água (AAPH) como um indutor padrão de peroxil radicais. O nível de estresse oxidativo intracelular foi avaliado usando a sonda redox fluorescente 2',7'-diclorodihidrofluoresceína diacetato (DCF-DA). Os resultados indicam que todos os derivados são compostos biocompatíveis com significativo potencial antioxidante e citoprotetor dependente de sua estrutura química. A fim de explicar a atividade antioxidante e citoprotetora dos derivados, um mecanismo de transferência de átomo de hidrogênio (HAT), formação de aduto radical (RAF) ou transferência de elétron único (SET), bem como as interações específicas dos derivados com o lipídio bicamada de membrana de hemácias, têm sido propostas. Os resultados mostram que modificações selecionadas da molécula de cafeína aumentam suas propriedades antioxidantes, o que expande nosso conhecimento da relação estrutura-atividade de compostos citoprotetores à base de cafeína.

Espécies reativas de oxigênio (ROS) são constitutivamente geradas durante processos metabólicos em todas as células e desempenham um papel importante na transdução de sinal. Um desequilíbrio entre a geração de ROS e a defesa antioxidante celular leva ao estresse oxidativo, contribuindo para o desenvolvimento de doenças da civilização, incluindo câncer e doenças cardiovasculares1. Portanto, o equilíbrio entre a formação de ROS e sua eliminação por sistemas de eliminação desempenha um papel fundamental na fisiologia celular. Nesta abordagem, tanto os antioxidantes naturais quanto os sintéticos têm recebido muita atenção do ponto de vista farmacêutico e químico de alimentos devido aos seus comprovados efeitos promotores da saúde2,3,4,5.

A cafeína (1,3,7-trimetilxantina) é um dos mais importantes alcaloides purínicos com propriedades farmacológicas interessantes, incluindo capacidade antioxidante6,7,8. León-Carmona e Galano propuseram cinco mecanismos de reação da cafeína com ROS, a saber, formação de aduto radical (RAF), transferência de átomo de hidrogênio (HAT), transferência de elétron único (SET), transferência de elétron próton sequencial (SEPT) e transferência de elétron acoplado a próton (PCET)9. Finalmente, o RAF foi identificado como o principal mecanismo envolvido no efeito de eliminação direta da cafeína; no entanto, o tipo de ROS, bem como a polaridade do ambiente, podem modificar o mecanismo. Deve-se mencionar que a cafeína é um bom eliminador do radical hidroxila altamente reativo (·OH)10.

O radical hidroxila é o agente mais oxidante que ataca a maioria das moléculas orgânicas e é intensamente estudado devido a sua importância em processos biológicos e ambientais11. O radical ·OH é formado pela reação de Fenton entre íons ferrosos e peróxido de hidrogênio (Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH−), então a proporção de peróxido de hidrogênio para Fe2+ afeta a geração de ·OH. Por outro lado, o ferro é muito importante em muitos processos metabólicos e é essencial para a síntese de hemoglobina (Hb) durante a eritropoiese. A Hb é o principal componente proteico dos glóbulos vermelhos (RBC) e é essencial para a ligação e transferência de oxigênio, enquanto o metabolismo prejudicado do ferro causa várias doenças, incluindo o câncer12,13. Portanto, a quelação de ferro já foi proposta como uma nova estratégia para o tratamento do câncer, e vários quelantes de ferro foram desenvolvidos com essa finalidade14,15,16,17. A cafeína é um quelante de ferro fraco18, mas já descrevemos novos análogos de cafeína di e poliamina com atividade quelante de íons ferrosos significativamente maior do que a cafeína19.