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Oliveira NJC, Dos Santos Júnior VS, Pierotte IC, Leocádio VAT, Santana LFDA, Marques GVDL, Protti ÍF, Braga SFP, Kohlhoff M, Freitas TR, Sabino ADP, Kronenberger T, Gonçalves JE, Johann S, Santos DA, César IDC, Maltarollo VG, Oliveira RB. Discovery of Lead 2-Thiazolylhydrazones with Broad-Spectrum and Potent Antifungal Activity. J Med Chem 2023; 66:16628-16645. [PMID: 38064359 DOI: 10.1021/acs.jmedchem.3c01105] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/29/2023]
Abstract
Opportunistic fungal infections represent a global health problem, mainly for immunocompromised individuals. New therapeutical options are needed since several fungal strains show resistance to clinically available antifungal agents. 2-Thiazolylhydrazones are well-known as potent compounds against Candida and Cryptococcus species. A scaffold-focused drug design using machine-learning models was established to optimize the 2-thiazolylhydrazone skeleton and obtain novel compounds with higher potency, better solubility in water, and enhanced absorption. Twenty-nine novel compounds were obtained and most showed low micromolar MIC values against different species of Candida and Cryptococcus spp., including Candida auris, an emerging multidrug-resistant yeast. Among the synthesized compounds, 2-thiazolylhydrazone 28 (MIC value ranging from 0.8 to 52.17 μM) was selected for further studies: cytotoxicity evaluation, permeability study in Caco-2 cell model, and in vivo efficacy against Cryptococcus neoformans in an invertebrate infection model. All results obtained indicate the great potential of 28 as a novel antifungal agent.
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Affiliation(s)
- Nereu Junio Cândido Oliveira
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Valtair Severino Dos Santos Júnior
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Isabella Campolina Pierotte
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Victor Augusto Teixeira Leocádio
- Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Luiz Felipe de Andrade Santana
- Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Gabriel Vitor de Lima Marques
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Ícaro Ferrari Protti
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Saulo Fehelberg Pinto Braga
- Departamento de Farmácia, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais 35400-000, Brazil
| | - Markus Kohlhoff
- Química de Produtos Naturais Bioativos (QPNB), Instituto René Rachou (IRR) - FIOCRUZ Minas, Belo Horizonte 30190-009, Brazil
| | - Túlio Resende Freitas
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Adriano de Paula Sabino
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Thales Kronenberger
- Department of Pharmaceutical and Medicinal Chemistry, Institute of Pharmaceutical Sciences, Eberhard-Karls-Universität, Tuebingen, Auf der Morgenstelle 8, 72076 Tuebingen, Germany
- Tuebingen Center for Academic Drug Discovery & Development (TüCAD2), 72076 Tuebingen, Germany
- Excellence Cluster ″Controlling Microbes to Fight Infections″ (CMFI), 72076 Tübingen, Germany
- School of Pharmacy, Faculty of Health Sciences, University of Eastern Finland, 70211 Kuopio, Finland
| | - José Eduardo Gonçalves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Susana Johann
- Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Daniel A Santos
- Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Isabela da Costa César
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Vinícius Gonçalves Maltarollo
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Renata Barbosa Oliveira
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
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Santos AL, Ramos LS, Mello TP, Branquinha MH. Paving the way to an antivirulence strategy against fungal pathogens: lessons learned from Candida albicans. Future Microbiol 2023; 18:1000-1005. [PMID: 37750783 DOI: 10.2217/fmb-2023-0105] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 09/27/2023] Open
Affiliation(s)
- André Ls Santos
- Laboratório de Estudos Avançados de Microrganismos Emergentes e Resistentes (LEAMER), Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, Brazil
- Rede Micologia RJ - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Rio de Janeiro, 21941-902, Brazil
| | - Lívia S Ramos
- Laboratório de Estudos Avançados de Microrganismos Emergentes e Resistentes (LEAMER), Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, Brazil
| | - Thaís P Mello
- Laboratório de Estudos Avançados de Microrganismos Emergentes e Resistentes (LEAMER), Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, Brazil
| | - Marta H Branquinha
- Laboratório de Estudos Avançados de Microrganismos Emergentes e Resistentes (LEAMER), Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, Brazil
- Rede Micologia RJ - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Rio de Janeiro, 21941-902, Brazil
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The Brazilian compound library (BraCoLi) database: a repository of chemical and biological information for drug design. Mol Divers 2022; 26:3387-3397. [PMID: 35089481 DOI: 10.1007/s11030-022-10386-9] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/01/2021] [Accepted: 01/13/2022] [Indexed: 10/19/2022]
Abstract
The Brazilian Compound Library (BraCoLi) is a novel open access and manually curated electronic library of compounds developed by Brazilian research groups to support further computer-aided drug design works, available on https://www.farmacia.ufmg.br/qf/downloads/ . Herein, the first version of the database is described comprising 1176 compounds. Also, the chemical diversity and drug-like profiles of BraCoLi were defined to analyze its chemical space. A significant amount of the compounds fitted Lipinski and Veber's rules, alongside other drug-likeness properties. A comparison using principal component analysis showed that BraCoLi is similar to other databases (FDA-approved drugs and NuBBEDB) regarding structural and physicochemical patterns. Furthermore, a scaffold analysis showed that BraCoLi presents several privileged chemical skeletons with great diversity. Despite the similar distribution in the structural and physicochemical spaces, Tanimoto coefficient values indicated that compounds present in the BraCoLi are generally different from the two other databases, where they showed different kernel distributions and low similarity. These facts show an interesting innovative aspect, which is a desirable feature for novel drug design purposes.
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