Preparação de metabólitos humanos do montelucaste através da bioconversão
| dc.contributor.advisor1 | Oliveira, Valéria de | |
| dc.contributor.referee1 | Oliveira, Valéria de | |
| dc.contributor.referee2 | Lima, Eliana Martins | |
| dc.contributor.referee3 | Magalhães, Mariana Torquato Quezado de | |
| dc.creator | Braga, Rodolpho de Campos | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-07T20:30:08Z | |
| dc.date.available | 2025-03-07T20:30:08Z | |
| dc.date.issued | 2012-02-17 | |
| dc.description.abstract | The biotechnological processes based on the use of microbial enzyme arsenal have great application in the pharmaceutical industry. Microbial models may represent an alternative to using animals in metabolism studies in mammals, providing valuable information on drug metabolism. Montelukast promotes increased lung function and is one of the most prescribed drugs for the treatment of asthma. In 2010, ranked fifth among the best-selling drugs in the world. Considering that in 2012 its patent will expire, it’s necessary the determination of its metabolites, to conduct trials to evaluate the therapeutic efficacy both in the stage of pharmaceutical equivalence and bioequivalence. The aim of this work was the application of bioconversion for the production of human metabolites of montelukast using filamentous fungi as microbial model of mammalian metabolism. Twenty-five microorganisms strains were examined for their ability to transform the antiasthmatic drug montelukast to the phase I metabolites that are found in humans. Metabolomic fingerprinting was used to select the strains that can mimic human metabolism of montelukast. Biostatistical methods were applied to classify the twenty-five strains of microorganisms regarding the type of reaction and products formed. We developed analytical separation strategies and purification of the metabolites using preparative high-performance liquid chromatography (HPLC). Cunninghamella elegans ATCC 36112 and Beauveria bassiana IP98 produced the major variety and quantity of metabolites and were selected to scale up the preparation of the metabolites of montelukast. Seven oxidation metabolites were identified using LC-MS and 1 H and 13C-NMR spectroscopy. The metabolite carboxylic acid (M4) was the major product being converted by both mammalian and microbial systems. Other metabolites were identified as diastereomeric sulfoxides (M2a and M2b), 11-hydroxy (diastereomers of a benzylic alcohol, M5a and M5b), and 3-hydroxy (diastereomers of a methyl alcohol, M6a and M6b). Of the twenty-five strains examined, seventeen transformed montelukast to the main human metabolite carboxylic acid (M4), and the majority also produced the diastereomeric methylhydroxylated metabolites (M6a and M6b). The results support the potential of using the fungus Cunninghamella sp., which can transform a broad range of xenobiotic compounds in an analogous fashion to mammals. The up scaling of the biotransformation may also have potential as a method of generating the metabolites as analytical standards. | eng |
| dc.description.resumo | Os processos biotecnológicos fundamentados na utilização do arsenal enzimático microbiano apresentam grande aplicação na indústria farmacêutica. Modelos microbianos podem representar uma alternativa ao uso de animais no estudo do metabolismo em mamíferos, fornecendo informações sobre o metabolismo de fármacos. O fármaco montelucaste promove o aumento da função pulmonar, sendo um dos mais prescritos para o tratamento da asma. Em 2010, ficou em quinto lugar entre os medicamentos mais vendidos no mundo. Tendo em vista que em 2012 sua patente irá expirar, há necessidade da determinação dos seus metabólitos, para a realização de ensaios para avaliação da eficácia terapêutica tanto na etapa de equivalência farmacêutica quanto de bioequivalência. Face ao exposto, o objetivo deste trabalho foi a aplicação da bioconversão para a produção dos metabólitos humanos do montelucaste, utilizando fungos filamentosos como modelo microbiano do metabolismo animal. Vinte e cinco cepas de microrganismos foram avaliadas quanto a sua capacidade bioconversora do fármaco antiasmático montelucaste. Através da utilização de técnicas de metabolômica, foi possível selecionar as cepas capazes de mimetizar o metabolismo humano do montelucaste. Com a aplicação de métodos bioestatísticos, caracterizou-se as vinte e cinco cepas de microrganismos quanto ao tipo de reação e produtos formados. Estratégias analíticas de separação e purificação dos metabólitos de interesse por cromatografia líquida de alta eficiência preparativa foram desenvolvidas. Os fungos Cunninghamella elegans ATCC 36112 e Beauveria bassiana IP98 produziram a maior variedade e quantidade de metabólitos, sendo selecionados para a produção em escala semi-preparativa dos metabólitos humanos do montelucaste. Sete metabólitos de oxidação foram identificados por LC-MS e RMN de 1 H e de 13C, sendo os mesmos encontrados em humanos. O metabólito minoritário encontrado foi o ácido carboxílico (M4), sendo o principal metabólito do montelucaste encontrado em humanos. Os outros metabólitos identificados foram: um par de sulfóxidos diastereoisoméricos (M2a e M2b), um metabólito 11-hidroxilado (de um álcool benzílico, M5), e um metabólito 3- hidroxilado (de um álcool metílico, M6). Das vinte e cinco cepas estudadas, dezessete foram capazes de bioconverter o montelucaste em seu metabólito majoritário humano (M4), e a maioria delas também produziu o metabólito 3- hidroxilado (M6), os quais são os precursores do M4. Estes resultados confirmam o potencial da utilização do fungo Cunninghamella sp. como modelo microbiano do metabolismo animal, que é capaz de transformar uma grande variedade de substratos de maneira muito semelhante aos mamíferos. A aplicação da bioconversão desenvolvida neste trabalho em escala preparativa representa método potencial para a produção dos metabólitos do montelucaste como padrões analíticos. | |
| dc.identifier.citation | BRAGA, Rodolpho de Campos. Preparação de metabólitos humanos do montelucaste através da bioconversão. Orientadora: Valéria de Oliveira. 2012. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2012. | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13907 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.department | Faculdade de Farmácia - FF (RMG) | |
| dc.publisher.initials | UFG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas (FF) | |
| dc.rights | Acesso Embargado | |
| dc.subject | Bioconversão | por |
| dc.subject | Fungos filamentosos | por |
| dc.subject | Citocromo P450 | por |
| dc.subject | Metabolismo de fármacos | por |
| dc.subject | Montelucaste | por |
| dc.subject | Bioconversion | eng |
| dc.subject | Filamentous fungi | eng |
| dc.subject | Cytochrome P450 | eng |
| dc.subject | Drug metabolism | eng |
| dc.subject | Montelukast | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA | |
| dc.title | Preparação de metabólitos humanos do montelucaste através da bioconversão | |
| dc.type | Dissertação |