Avaliação do efeito anti-inflamatório de derivados das tiazolidinas

Abstract

Introdução: A inflamação é uma resposta protetora contra diversos fatores que desequilibram a homeostasia do hospedeiro. Seu curso normal tem como objetivo proteger os tecidos contra infecções, estresse tecidual e injúrias diversas. Dentro desse processo, os macrófagos são reconhecidos como células-alvo em diversas condições inflamatórias. As tiazolidinas, por sua vez, são uma classe de moléculas que apresentam uma grande diversidade de atividades biológicas, com estruturas farmacologicamente ativas, servindo como base para o desenvolvimento de novos medicamentos com possível ação anti-inflamatória. Objetivos: Este estudo teve como objetivo 1) responder sistematicamente à pergunta de pesquisa ?Os derivados das tiazolidinas apresentam atividade anti-inflamatória em modelo in vitro de macrófagos RAW 264.7 induzidos por LPS?? e 2) avaliar o efeito anti-inflamatório de 28 compostos derivados das 2-iminotiazolidinas e sua possível atividade sobre a polarização de macrófagos. Metodologia: Para responder à pergunta de pesquisa realizamos uma revisão sistemática com meta-análise seguindo a declaração PRISMA e o Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Intervention, elencando apenas trabalhos científicos que mensuraram a produção de oxido nítrico (NO) em macrófagos RAW 264.7 induzidos por LPS. A segunda parte desta tese avaliou o efeito anti-inflamatório de 28 compostos derivados da 2-iminotiazolidinas. Esses compostos passaram por uma triagem in vitro utilizando macrófagos da linhagem RAW 264.7 induzidos por LPS. Os compostos com melhor resultado seguiram para testes in vivo utilizando modelo de lesão aguda pulmonar induzida por LPS, com posterior experimentos in vitro para elucidação do seu mecanismo de ação. Resultados: Durante a revisão sistemática, um total de 13 estudos foram incluídos. A meta-análise demonstrou que macrófagos RAW 264.7 induzidos por LPS produziram altos níveis de NO em comparação com macrófagos RAW 264.7 induzidos por LPS e tratados com derivados das tiazolidinas. Além disso, a certeza na evidência cumulativa foi considerada moderada para o desfecho primário (NO) e secundário (iNOS e NF-?B). Com relação a qualidade metodológica, 7 estudos foram relevantes sem restrições (53.8%) e 6 estudos foram relevantes com restrições (46.2%). Na segunda parte dessa tese, dos 28 derivados das tiazolidinas triados, apenas 3 compostos tiveram sua atividade anti-inflamatória testada in vivo, onde o composto [metil 2-(benzoilimino)-3-metil-4-(nitrobenzil)-1, 3-tiazolidina-4-carboxilato] (13) foi o único capaz de inibir a migração leucocitária e exsudação em camundongos induzidos por LPS. Durante os experimentos in vitro para a elucidação de mecanismo de ação, o composto 13 foi capaz de atuar no aumento da fagocitose, da expressão de Arginase-1, produção de IL-10 e na expressão de CD206. Concomitantemente, este composto diminuiu os níveis de biomarcadores anti-inflamatórios (citocinas, iNOS e COX-2), com declínio na ativação de NF-?B. Conclusão: Considerando todas as evidências encontradas, podemos considerar que 1) a revisão sistemática mostrou que os derivados das tiazolidinas são capazes de diminuir a produção de NO em macrófagos RAW 264.7 induzidos por LPS, contribuindo para a redução da expressão da iNOS e regulação da via de sinalização do NF-?B, e 2) que derivados das 2-iminotiazolidinas (composto 13) apresentam atividade anti-inflamatória com mecanismo de ação intimamente relacionado a polarização de macrófagos (M1/M2), em modelos in vitro e in vivo.

Abstract: Introduction: Inflammation is a protective response against several factors that unbalance host homeostasis. Its normal course aims to protect tissues against infections, stress and other injuries. In this process, macrophages are recognized as important cells, involved in several inflammatory conditions. In this scenario, thiazolidines derivatives are a class of molecules with pharmacological privileged structures that can be used for the development of new drugs with possible anti-inflammatory activity. Objectives: This study aimed to 1) systematically answer the research question ?Do thiazolidine derivatives exhibit anti-inflammatory activity in LPS-induced RAW 264.7 macrophages?? and 2) evaluate the anti-inflammatory activity of 28 compounds derivatives from 2-iminothiazolidines and their possible activity on macrophages polarization. Methodology: To answer the research question, we conducted a systematic review with meta-analysis following the PRISMA statement and the Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Intervention, listing only scientific studies that measured the production of nitric oxide (NO) in LPS-induced RAW 264.7 macrophages treated with thiazolidine derivatives. The second part of this thesis evaluated the anti-inflammatory effect of 28 compounds derived from 2-iminothiazolidines. These compounds were screened in vitro using LPS-induced RAW 264.7 macrophages model. The compounds with the best results were tested in vivo using LPS-induced acute lung injury model, with subsequent in vitro experiments to elucidate their mechanism of action. Results: During the systematic review, a total of 13 studies were included. The meta-analysis demonstrated that LPS-induced RAW 264.7 macrophages produced high levels of NO compared to LPS-induced RAW 264.7 macrophages treated with thiazolidine derivatives. Furthermore, the certainty of cumulative evidence was considered moderate for the primary (NO) and secondary (iNOS and NF-?B) outcomes. Regarding methodological quality, 7 studies were relevant without restrictions (53.8%) and 6 studies were relevant with restrictions (46.2%). In the second part of this thesis, after the in vitro screening, only 3 compounds had their anti-inflammatory activity tested in vivo, where compound [methyl 2-(benzoylimino)-3-methyl-4-(nitrobenzyl)-1, 3 -thiazolidine-4-carboxylate] (13) was the only one capable of inhibiting leukocyte migration and exudation in LPS-induced mice. During in vitro experiments to elucidate the mechanism of action, compound 13 was able to increase phagocytosis, Arginase-1 expression, IL-10 production and CD206 expression. Concomitantly, this compound decreased the levels of anti-inflammatory biomarkers (cytokines, iNOS and COX-2), with a decline in NF-?B activation. Conclusion: Considering all these evidences together, we can hipotetize that 1) the systematic review showed that thiazolidine derivatives are capable of reducing NO production in LPS-induced RAW 264.7 macrophages, contributing to the reduction of iNOS expression and regulation of NF-?B signaling pathway, and 2) that derivatives of 2-iminothiazolidines (compound 13) present anti-inflammatory activity with a mechanism of action closely related to macrophage polarization (M1/M2) when tested using LPS in vitro and in vivo models.