Desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos (HPLC, LC-MS/MS, GC, GC-MS) e eletroforéticos (eletroforese capilar) para serem posteriormente aplicados em estudos de metabolismo in vitro de pesticidas quirais e produtos naturais. O principal objetivo desses estudos é avaliar os possíveis metabólitos formados quando esses compostos são metabolizados por enzimas do citocromo P450 (CYP450), caracterizar os parâmetros enzimáticos (Km, Vmax e Clint), realizar estudos de fenotipagem e estudos de inibição enzimática.
 

Development and validation of chromatographic methods (HPLC, LC-MS/MS, GC, GC-MS) and electrophoretic (capillary electrophoresis) to be further applied in in vitro metabolism. The aim of these studies is to evaluate the possible formed metabolites  when these compounds are metabolized by the cytochrome P450 (CYP450)  enzymes, to characterize the kinetic parameters (Km, Vmax and Clint), to perform phenotyping and inhibition studies.

Avaliação do emprego de fungos endofíticos obtidos de plantas e fungos filamentosos obtidos de solo na obtenção de metabólitos quirais farmacologicamente ativos

 O emprego de fungos em processos de biotransformação de fármacos pode levar a descoberta de informações muito relevantes dentro da biotecnologia, tais como: a descoberta de novos fármacos, o desenvolvimento de novas metodologias para obtenção de fármacos na sua forma enantiomericamente pura e o desenvolvimento de novas metodologias para obtenção de metabólitos, principalmente metabólitos farmacologicamente ativos. Além disso, a utilização de fungos em processos de biotransformação permite investigar grande número de culturas em pequena escala. Outra vantagem é que a manipulação das condições de cultivo dos fungos pode levar à formação de grandes quantidades dos metabólitos de interesse com baixo custo de produção. Apesar de todas essas vantagens, o emprego de fungos na biotransformação de fármacos tem sido pouco explorado no Brasil, onde há uma vasta quantidade de espécies ainda pouco estudadas, mas com grande potencial. Dentre a gama de espécies presentes no território brasileiro, podemos citar os fungos endofíticos obtidos da Viguieira arenaria (Guimarães et al., 2008). Neste contexto, no presente projeto pretende-se avaliar a capacidade de diversos fungos encontrados no Brasil em metabolizar fármacos que possuem propriedades estereosseletivas. Fármacos modelos, tais como o albendazol e a risperidona foram selecionados para serem estudados, uma vez que são amplamente utilizados na clínica e apresentam metabólitos farmacologicamente ativos e potencialmente terapêuticos. Objetiva-se também o desenvolvimento de métodos para análise de fármacos que sejam isentos ou quase isentos do uso de solventes orgânicos. Para tanto, será empregada a eletroforese capilar e a microextração em fase líquida.

Análise enantiosseletiva de metabólitos quirais usando fungos no processo de biotransformação

Desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos e eletroforéticos para posterior aplicação em estudos de biotransformação e metabolismo in vitro

Desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos e eletroforéticos para posterior aplicação em estudos de biotransformação e metabolismo in vitro - Fase 2

A quantificação de analitos presentes em diversas matrizes biológicas requer o desenvolvimento de métodos que sejam precisos, exatos e reprodutíveis em diversas condições de análise. As técnicas cromatográficas e eletroforéticas (eletroforese capilar) são técnicas amplamente empregadas para esses fins. Essas técnicas apresentam como principal vantagem a simplicidade, rapidez nas análises e ampla versatilidade. Nosso grupo de pesquisa vem trabalhando no desenvolvimento e validação de métodos cromatográficos e eletroforéticos para serem posteriormente aplicados em estudos de biotransformação e metabolismo in vitro. Os estudos seguem duas linhas distintas: (1) estudo de metabolismo in vitro de compostos potencialmente terapêuticos empregando microssomas hepático e (2) emprego de fungos no processo de biotransformação de fármacos, cujo metabolismo resulta em metabólitos quirais e farmacologicamente ativos. Nesse contexto, serão desenvolvidos e validados métodos bioanalíticos para tal fim.

Evaluation of the use of endophytic fungi obtained from plants and filamentous fungi obtained from soil in obtaining pharmacologically chiralactive metabolites

The use of fungi in the process of biotransformation of drugs can lead to the discovery of highly relevant information in biotechnology, such as the discovery of new drugs, the development of new methodologies to obtain drugs in their enantiomeric pure form and the development of new methods to obtain metabolites, especially pharmacologically active metabolites. Moreover, the use of fungi in biotransformation processes allows to investigate large number of crops on a small scale. Another advantage is that the manipulation of the conditions of cultivation of fungi may lead to the formation of larger amount of metabolites of interest with low production cost. Despite all these advantages, the use of fungi in the biotransformation of drugs has been little exploited, mainly in Brazil, where there is a huge number of species yet little studied, for example, the endophytic fungi obtained from various plants, such as the Viguieira arenaria (Guimarães et al., 2008). Thus, this project aims to assess the ability of several fungi found in Brazil in metabolizing drugs that have stereoselective properties, such as albendazole and risperidone. These drugs were selected because they are widely used in clinical and they yield pharmacologically active metabolites. In addition, this project also aims to developed analytical methods that are almost free or free of the use of organic solvent. Based on this, it will be employed capillary electrophoresis and liquid phase microextraction in the method development. 

Enantioselective analysis of chiral metabolites using fungi in the biotransformation process

Development and validation of chromatographic and electrophoretic methods for further application in biotransformation and in vitro metabolism studies

Development and validation of chromatographic and electrophoretic methods for further application in biotransformation and in vitro metabolism studies - Phase 2

The quantification of analytes present in biological matrices requires the development of analytical methods that should be precise, accurate and reproducible under several conditions of analysis. Chromatographic and electrophoretic techniques (capillary electrophoresis) are techniques widely used for these purposes. These techniques have several advantages such as: simplicity, speed of the analysis and, great versatility. Our research group has been working on the development and validation of chromatographic and electrophoretic methods to be further applied in biotransformation studies and in in vitro metabolism studies. These studies follow two distinct lines: (1) In vitro metabolism studies of potentially therapeutic compounds using liver microsomes and (2) use of fungi in the biotransformation of drugs, whose metabolism yields in chiral and pharmacologically active metabolites. In this context, it will be developed and validated bioanalytical methods for these purposes.

Lista de publicações do grupo

*Bocato, M. Z. et al. A new enantioselective CE method for determination of oxcarbazepine and licarbazepine after fungal biotransformation. Electrophoresis, 2014.

*Marques, L. M. M. et al. In vitro metabolism of the alkaloid piplartine by rat liver microsomes. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v.95, p.113-120, 2014.

*Rocha et al. Jacobsen catalyst as a cytochrome P450 biomimetic model for the metabolism of  monensin A. BioMed Research International, v.2014, p.1 -8, 2014.

*Rocha et al. In vitro metabolism of monensin A: microbial and human liver microsomes models. Xenobiotica, v.44, p.326 - 335, 2014.

*Albuquerque, N. C. P. et al. Análise enantiosseletiva de fármacos e metabólitos em matrizes biológicas empregando técnicas miniaturizadas de preparação de amostras.Scientia Chromatographica, v.5, p.1 - 16, 2013.

*Marques, L. M. M. et al. Técnicas cromatográficas e o desafio na determinação de compostos presentes em matrizes complexas: Relato de um caso prático do produto natural piperlongumina. Scientia Chromatographica, v.5, p.1 - 9, 2013.

*Sousa-Junior, J. N. et al. Biomimetic oxidation studies of monensin A catalyzed by metalloporphyrins: identification of hydroxyl derivative product by electrospray tandem mass spectrometry. Revista Brasileira de Farmacognosia, v.23, p.621 - 629, 2013

*Fortes et al. Evaluation of dispersive liquid-liquid microextraction in the stereoselective determination of cetirizine following the fungal biotransformation of hydroxyzine and analysis by capillary electrophoresis. Talanta, v. 116, p. 743-752, 2013.

*Moreira et al. A non-michaelian behavior of the in vitro metabolism of the pentacyclic triterpene alfa and beta amyrins by employing rat liver microsomes. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v. 84, p. 14-19, 2013.

*Messiano, G. M. et al. In vitro metabolism study of the promising anticancer agent the lignan   (-)-grandisin. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v. 72, p. 240-244, 2013.

*Bocato, M. B. et al. Solid phase microextraction and LC-MS/MS for the determination of paliperidone after stereoselective fungal biotransformation of risperidone. Analytica Chimica Acta, v. 742, p. 80-89, 2012.

*Hilário V. C.  et al . Assessment of the stereoselective fungal biotransformation of albendazole and its analysis by HPLC in polar organic mode. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis , v. 61, p. 100-107, 2012.

*Carrão, D. B.  et al. Capillary electrophoresis and hollow fiber liquid-phase microextraction for the enantioselective determination of albendazole sulfoxide after biotransformation of albendazole by an endophytic fungus. Electrophoresis, v. 32, p. 2746-2756, 2011 

*de Jesus, L. I. et al . Enantioselective fungal biotransformation of risperidone in liquid culture medium by capillary electrophoresis and hollow fiber liquid-phase microextraction.Electrophoresis, v. 32, p. 2765-2775, 2011.

Dissertações de mestrado concluídas em nosso grupo

*Daniel Blascke Carrao. In vitro metabolism study of the major component of Brazilian green propolis, Artepelin C, using liver microsomes. 

*Marcela Armelim Bortoleto. Fungi evaluation in obtaining the chiral and active metabolite O-desmethylvenlafaxine. 

*Nayara Cristina Perez de Albuquerque. Fungi evaluation in enantioselective metabolism of zopiclone and analysis by capillary electrophoresis. 

*Lydia Renata Zanão. Fungi evaluation and salen complexes in obtaining chiral metabolite and active terbutaline. 

*Simone Silveira Fortes. Fungi evaluation in stereoselective biotransformation of hydroxyzine and obtaining chiral active metabolite and cetirizine. 

*Gisele Maria Metta. Fungi evaluation in obtaining the chiral and active metabolite fexofenadine. 

*Liana Inara Jesus. Fungi evaluation in obtaining the chiral and active metabolite 9-hydroxyrisperidone (paliperidone) and analysis by capillary electrophoresis. 

*Lucas Maciel Mauriz Marques. In vitro metabolism study using alkali piplartine hepatic microsomes of rats. 

*Fernanda Lima Moreira. In vitro metabolism of pentacyclic triterpene amyrin using hepatic microsomes of rats. 

*Mariana Zuccherato Bocato. Evaluation of microbiological and biomimetic models in the stereoselective metabolism of risperidone by high-performance liquid chromatography