Caracterização farmacológica e toxicológica de chalconas quinoxalínicas como candidatas a fármacos anti-tuberculose

Abstract

Atualmente, são necessários novos compostos eficazes para o tratamento da tuberculose (TB). Este estudo analisou a atividade anti-TB de uma série de 16 chalconas derivadas da quinoxalina. A partir de uma triagem inicial in vitro, seis moléculas, nomeadas N5, N9, N10, N15, N16 e N23 inibiram o crescimento da cepa laboratorial de M. tuberculosis H37Rv. Os três compostos (N9, N15 e N23) com os valores de MIC mais baixos (3.13, 6.25, 5 μg/mL, respectivamente) foram testados adicionalmente contra isolados clínicos e cepas laboratoriais com mutações nos genes katG ou inhA. A partir deste conjunto experimental, a chalcona quinoxalínica N9 foi selecionada como composto principal para novas investigações. Esta chalcona mostrou um efeito sinérgico quando combinada com moxifloxacino, de acordo com a avaliação em ensaio checkerboard. Destaca-se que os efeitos anti-TB de N9 não dependeram da inibição de ácidos micólicos ou da síntese de ácidos graxos não hidroxilados, envolvidos em importantes mecanismos de resistência em micobactérias. Considerando a segurança toxicológica das chalconas quinoxalínicas testadas, todos os compostos comportaram-se como substratos ou inibidores de pelo menos uma isoforma do citocromo P450, conforme indicado pela avaliação in silico. A maioria dos compostos não possui efeitos tumorigênicos, mutagênicos, irritantes ou reprodutivos, exceto N3 e N7, conforme demonstrado pelo programa DataWarrior. A chalcona quinoxalínica N9 não provocou qualquer alteração tóxica em doses de até 2000 mg/kg, em camundongos fêmeas. Com base nos resultados atuais, N9 pode ser considerada como potencial candidata para o desenvolvimento de uma nova escolha terapêutica anti-TB.

New effective compounds for tuberculosis (TB) treatment are currently needed. This study analyzed the anti-TB activity of a series of 16 quinoxaline-derived chalcones. From an initial in vitro screening, six molecules, namely N5, N9, N10, N15, N16, and N23 inhibited the growth of the M. tuberculosis H37Rv laboratory strain. The three compounds (N9, N15 and N23) with the lowest MIC values (3.13, 6.25, 5 µg/mL, respectively) were further tested against clinical isolates and laboratory strains harboring mutations in katG or inhA genes. From these experimental set, N9 was selected as the lead compound for further investigations. This chalcone displayed a synergistic effect when combined with moxifloxacin, according to assessment in a checkerboard assay. Noteworthy, the anti-TB effects of N9 did not rely on inhibition of mycolic acids or non-hydroxylated fatty acids synthesis, circumventing important mechanisms of resistance in mycobacteria. Considering the safety of the tested chalcones, all the compounds behaved as substrates or inhibitors of at least one cytochrome P450 isoform, as indicated by in silico evaluation. Most compounds lacked tumorigenic, mutagenic, irritant, or reproductive effects, except N3 and N7, as shown by DataWarrior program. The chalcone N9 did not elicit any toxic alteration in doses up to 2000 mg/kg, in female mice. Based on the present results, N9 can be considered a potential candidate for development of a new anti-TB therapeutic choice.