Formulações farmacêuticas provenientes de fontes botnicas e extratos ricos em metabólitos para produtos de higiene bucal, produtos de higiene bucal contendo ditas formulações farmacêuticas e uso desses em procedimentos odontológicos

  • Número do pedido da patente:
  • PI 0801951-7 A2
  • Data do depósito:
  • 15/05/2008
  • Data da publicação:
  • 15/03/2011
Inventores:
  • Classificação:
  • A61K 8/97
    Cosm?ticos ou prepara??es similares para higiene pessoal; / caracterizado pela composi??o; / contendo materiais, ou derivados destes, de constitui??o desconhecida; / de origem vegetal, p. ex. extratos de plantas;
    ;
    A61Q 11/00
    Prepara??es para tratar os dentes, a cavidade oral ou dentaduras, p. ex. dentifr?cios ou pastas de dente; enxaguat?rios orais;
    ;
    C07C 61/135
    Compostos tendo grupos carboxila ligados a ?tomos de carbono de an?is outros que n?o an?is arom?ticos de seis membros; / Compostos polic?clicos saturados; / tendo grupo carboxila ligado a sistema de an?is condensados; / tendo tr?s an?is;
    ;

Formulações farmacêuticas provenientes de fontes botânicas e extratos ricos em metabólitos para produtos de higiene bucal, produtos de higiene bucal contendo ditas formulações farmacêuticas e uso desses em procedimentos odontológicos. A presente invenção refere-se a formulações farmacêuticas à base de diterpenos para combater patógenos responsáveis por doenças periodontais e pela cárie. Refere-se também a produtos de higiene bucal contendo ditas formulações e ao uso desses produtos em procedimentos odontológicos. Mais especificamente, a invenção refere-se à utilização de diterpenos (naturais, sintéticos e semi-sintéticos), como matéria-prima para o desenvolvimento de formulações farmacêuticas contra patógenos bucais, produtos de higiene bucal tais como dentifricios e enxaguatôrios, e em procedimentos odontológicos que objetivem a anti-sepsia da cavidade bucal.

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Documento



0801951-7


Formulações farmacêuticas provenientes de fontes botânicas e extratos ricos em metabólitos para produtos de higiene bucal, produtos de higiene bucal contendo ditas formulações farmacêuticas e uso desses em procedimentos odontológicos.

A presente invenção refere-se a formulações farmacêuticas 5 à base de diterpenos para combater patógenos responsáveis por doenças periodontais e pela cárie. Refere-se também a produtos de higiene bucal contendo ditas formulações e ao uso desses produtos em procedimentos odontológicos.

Mais especificamente, a invenção refere-se à utilização de diterpenos (naturais, sintéticos e semi-sintéticos), como matéria-prima para o 10 desenvolvimento de formulações farmacêuticas contra patógenos bucais, produtos de higiene bucal tais como dentifrícios e enxaguatórios, e em procedimentos odontológicos que objetivem a anti-sepsia da cavidade bucal.

Descrição do estado da arte

É sabido que os vegetais têm contribuído de forma bastante 15 significativa, fornecendo substâncias aplicáveis na profilaxia e tratamento de doenças que acometem os seres humanos (Robbers JE, Speedie MK, Tyler VE. Farmacognosia e farmacobiotecnologia. São Paulo: Ed. Premier, 1997; Montanari CA, Bolzani VS. Planejamento racional de fármacos baseado em produtos naturais. Quim Nova 2001; 24:105-11). A variedade e complexidade dos metabólitos secundários biossintetizados 20 por plantas têm atraído grandes investimentos em pesquisas de bioprospecção, com o objetivo de obter novas entidades químicas farmacologicamente ativas (Montanari & Bolzani, 2001; Rates SMK. Plants as source ofdrugs. Toxicon 2001; 39: 603-13).

A diversidade de espécies de plantas no mundo é bastante significativa: estima-se a existência entre 215.000 a 500.000 espécies (Fabricant DS, 25 Fkrnsworth NR. The value of plants used in traditional medicine for drug discovery. Énviron Health Persp 2001; 109(1): 69-75). As pesquisas em desenvolvimento e o uso de produtos naturais como agentes terapêuticos e profiláticos, especialmente aqueles obtidos de plantas superiores, têm aumentado muito nos últimos anos (Rates SMK. Plants as source of drugs. Toxicon 2001; 39: 603-13). Apesar das plantas serem uma 30 fonte importante de novos compostos ativos, somente uma pequena porcentagem delas tem sido fitoquimicamente investigada (Soejarto DD. Biodiversity prospecting and benefit-sharing: perspective from the field. J Ethnopharmacol 1996; 51: 1-15; Fabricant & Farnsworth, 2001) e avaliada com relação ao seu potencial farmacológico (Ambrosio SR, Tirapelli CR, Da Costa FB, De Oliveira AM. Kaurane and pimarane-type diterpenes from 35 the Viguiera species inhibity vascular smooth muscle contractility. Life Sei 2006; 79: 925-33). Uma tendência multidisciplinar para o desenvolvimento de novas drogas envolvendo o descobrimento de novos protótipos naturais, combinado com metodologias sintéticas, biotecnológicas e métodos computacionais tem demonstrado uma grande perspectiva

para descobrir compostos farmacologicamente ativos (Vuorela P, Leinonen M, Saikku P, Tammela P, Rauha JP, Wennèerg T, Vuorela H. Natural products in the process of finding new drug candidates. Curr Med Chem 2004; 11: 1375-89).

Dentre as várias classes de estruturas químicas originadas 5 de vegetais e com potenciais farmacológicos, os diterpenóides destacam-se por apresentarem uma vasta gama de atividades biológicas, sendo algumas delas clássicas. Como exemplo, há os ácidos resínicos, como o abiético, que são exsudatos da madeira das árvores, especialmente coníferas, e protegem-nas de infecções e de ataque de insetos. As giberelinas, por sua vez, são hormônios vegetais que estimulam o 10 crescimento de plantas; o esteviosídeo é um adoçante natural; a forskolina estimula a adenilciclase e o taxol é um importante antineoplásico (Robbers et al., 1997).

A classe dos diterpenos compreende um grande grupo de substâncias de origem vegetal com 20 átomos de carbono, não voláteis, derivados do pirofosfato de geranilgeraniol, e que apresentam uma grande diversidade de estruturas e 15 funções químicas (Hanson JR. Diterpenoids. Nat Prod Reports 2003; 20: 70-8; Nat Prod Reports 2004; 21: 785-93 e Nat Prod Reports 2006; 23: 875-85), como pode ser observado nos exemplos de diterpenos isolados de produtos naturais, de fórmulas 1 a a 1 i abaixo:






Essa classe de metabólitos é geralmente encontrada em fungos e principalmente em plantas superiores. No entanto, alguns diterpenos têm sido 5 isolados de insetos e organismos marinhos (Garcia PA, De Oliveira AB, Batista R. Occurrence, biological activities and synthesis of kaurane diterpenes and their glycosides. Molecules 2007; 12: 455-83).

Várias famílias vegetais como a Asteraceae (Alvarenga SAV, Gastmans JP, Rodrigues GV, Moreno PRH, Emerenciano VP. A computer-assisted 10 approach for chemotaxonomic studies - diterpenes in Lamiaceae. Phytochemistry 2001; 56: 583-95), Lamiaceae (Alvarenga et al., 2001), Araucariaceae (Cox RE, Yamamoto S, Otto A, Simoneit BRT. Oxygenated di- and tricyclic diterpenoids Southern hemisphere

conifers. Biochem Syst Ecol 2007; 35; 342-62), Flacourtiaceae (Mosaddik MA, Forster PI, Booth R, Waterman PG. Clerodane diterpenes from the stems of Casearia grewiifolia var. gelonioides (Flacourtiaceae/Salicaceae sensu lato). Biochem Syst Ecol 2007; 35: 631-3), Celastraceae (Brinker AM, Ma J, Lipsky PE, Raskin I. Medicinal chemistry and pharmacology of genus Tripterygium (Celastraceae). Phytochemistry 2007; 68: 732-66), Euphorbiaceae (Garcia et al., 2007), entre outras, têm sido utilizadas como fontes para o isolamento de diversos tipos de diterpenos.

Dentre as Angiospermas, as famílias que mais se destacam pela presença desses metabólitos são a Asteraceae (Seaman F, Bohlmann F, Zdero C, Mabry TJ. Diterpenes of flowering plants - Compositae (Asteraceae). New York: Springer-Verlag, 1990) e a Lamiaceae (Menezes FS, Kaplan MAC. Ocorrência de diterpenóides na família Lamiaceae. Rev Bras Farm 1993; 74: 45-6), para as quais a frequente ocorrência de certas classes de diterpenos tem sido utilizada em estudos quimiotaxonômicos (Alvarenga et al., 2001; Menezes e Kaplan, 1993).

O potencial farmacológico de várias classes desses metabólitos tem sido investigado por diversos grupos de pesquisa. Os diterpenos da classe dos Cauranos, por exemplo, possuem uma ampla gama de atividades significativas tais como: antimicrobiana contra Bacillus subtilis (Ghisalberti EL. The biological activity of naturally occurring kaurane diterpenes. Fitoterapia 1997; 68: 303-25; Slimestad R, Marston A, Mavi S, Hostettmann K. Larvicidal constituents of Melantheria albinervia. Planta Med 1995; 61: 562-3), Staphylococcus aureus, Mycobacterium smegmatis (Ghisalberti, 1997; Mitscher LA, Rao GS, Veysoglu T, Drake S, Haas, TJ. Isolation and identification of trachyloban-19-oic and (-)-kaur-16-en-19-oic acids as antimicrobial agents from the prairie sunflower, Helianthus annuus. J Nat Prod 1983; 46: 745-6), Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli, Cladosporium herbarum e Candida albicans (Ghisalberti, 1997), tripanocida (Da Costa FB, Vichnewiski W, Herz W. Diterpenes and synthetic derivatives from Viguiera aspillioides with trypanomicidal activity. Planta Med 1996; 62: 557-9), antiinflamatória (Ghisalberti, 1997), inibidora da produção de malondialdeído pelas plaquetas de ratos em resposta à trombina (Salama AM, Polo NAE, Leon AP, Medina CS, Rivera A. Rev Col Ciên Quím Farm 1990; 17: 63) e analgésica (Okuyama E, Nishimura S, Yamazaki M. Analgesic principies from Aralia cordata Thunb. Chem Pharm Bull 1991; 39: 405-9), dentre outras (Ghisalberti, 1997).

Anteriormente, os pesquisadores de produtos naturais preocupavam-se principalmente em elucidar as estruturas e propriedades químicas dos metabólitos vegetais. Atualmente, um grande número de estudos concentra-se na investigação das propriedades biológicas desempenhadas por essas substâncias. Como conseqüência, diversas classes de metabólitos secundários vegetais, incluindo os diterpenos, estão sendo “redescobertos”, uma vez que suas potencialidades biológicas estão sendo investigadas empregando-se uma grande variedade de novos ensaios e metodologias biológicas (Ambrosio SR, Schorr K, Da Costa FB. Terpenoids of Viguiera arenaria (Asteraceae). Biochem Syst Ecol 2004; 32: 221-4; Rates, 2001; Vuorella et al., 2004).

Neste sentido, o grupo de pesquisa da presente invenção decidiu investigar a capacidade antimicrobiana de extratos vegetais ricos nesses metabólitos, e a capacidade de alguns diterpenos previamente isolados, uma vez que a resistência microbiana às múltiplas drogas e o aparecimento de novos tipos de infecções vem aumentando rapidamente e se tornando um problema mundial de saúde pública (Gaspar-Marques C, Rijo P, Simões MF, Duarte MA, Rodriguez B. Abietanes from Plectranthus grandidentatus and P. hereroensis against methicillin- and vancomycim-resistant bactéria. Phytomedicine 2006; 13: 267-71; Spellberg B, Powers JH, Brass EP, Miller LG, Edwards JE. Trends in antimicrobial drug development: Implications for the future. Clin Infect Dis 2004; 38: 1279-86). Isso demonstra a grande necessidade de descobrir moléculas capazes de serem utilizadas como novos agentes antimicrobianos.

Apesar de verificar a existência de um grande número de artigos científicos enfocando a capacidade antimicrobiana de diversas classes de diterpenos (Aladesanmi AJ, Odediram AS. Antimicrobial activity of Trichilia heudelotti leaves. Fitoterapia 2000; 71: 179-82; Politi M, Braca A, De Tommasi N, Morelli I, Manunta A, Battinelli L, Mazzanti G. Antimicrobial diterpenes from the seeds of Cephalotaxus harringtonia var. drupaceae. Planta Med 2003; 69: 468-70; Murthy MM, Subramanyam M, Bindu MH, Annapurna J. Antimicrobial activity of clerodane diterpenoids from Polyalthia longifolia seeds. Fitoterapia 2005; 76: 336-9; Logoglu E, Arslan S, õktemer A, Sakiyan I. Biological activities of some natural compounds from Sideritis sipylea Boiss. Phytother Res 2006; 20: 294-7; Tatsimo SJN, Tane P, Melissa J, Sondengam BL, Okunji CO, Schuster BM, Iwu MM, Khan IA. Antimicrobial principie from Aframomum longifolius. Planta Med 2006; 72: 132-5), observa-se também a necessidade de padronização das metodologias utilizadas para conseguir avaliar o real potencial antimicrobiano desses diterpenos (Rios JL, Recio MC. Medicinal plants and antimicrobial activity. J Ethnopharmacol 2005; 100: 80-4).

Como metodologia para o desenvolvimento desse projeto, decidiu-se utilizar a técnica da microdiluição em microplacas e inóculos de 5 x 10UFC/mL (Unidades Formadoras de Colônia/mL) previamente estabelecida pelo Clinicai and Laboratory Standards Institute (CLSI). Como parâmetro para avaliar o potencial das substâncias avaliadas utilizou-se os estudos de Rios & Recio (2005), que concluíram que extratos vegetais e substâncias purificadas potencialmente promissoras deveríam apresentar inibição do crescimento microbiano em concentrações abaixo de 100 e 10 pg.mL'1 respectivamente.

Dentro desses parâmetros foram realizados experimentos visando à determinação da concentração inibitória mínima (CIM) de diterpenos da classe dos enf-cauranos frente os principais patógenos bucais responsáveis pela cárie. Nesse trabalho avaliou-se a CIM de dois diterpenos: ácido enf-kaur-16-en-19óico (ácido ent-5 caurenóico) (1) e ácido 15-p-isovaleroilóxi-e/7f-kaur-16-en-19-óico (2) e de um obtido por semi-síntese: (éster metílico do ácido enf-caurenóico) (3). As estruturas desses diterpenos encontram-se a seguir.


1: Rj = COOH R2 = H


2: Rj = COOH R2 = -f-O 3: R, = COOMe R2 = H

Pelos resultados obtidos conforme a tabela 3, pode-se 10 verificar que o ácido enf-caurenóico (1) foi o metabólito mais ativo, demonstrando valores de CIM iguais a 10 pg.mL'1 para importantes microrganismos responsáveis pela cárie.

Tabela 3. Concentração inibitória mínima dos diterpenos da classe dos ent-cauranos contra microrganismos causadores da cárie.

Concentração inibitória mínima

- pg.mL'1

Microrganismos

Clorexidina

1

2

3

Enterococcus faecalis

0.4

200.0

*

*

Streptococcus salivarius

0.1

100.0

*

*

Lactobacillus casei

0.05

10.0

200.0

100.0

Streptococcus mitis

0.05

10.0

*

*

Streptococcus mutans

0.05

10.0

*

Streptococcus sanguinis

0.4

10.0

50.0

*

Streptococcus sobrinus

0.05

10.0

*

*

* Valores de CIM acima de 400 pg.mL'1.

15    É importante salientar também que o ácido enf-caurenóico

está presente em diversos vegetais amplamente utilizados e difundidos na medicina popular, tais como espécies do gênero Mikania, tornando essas fontes botânicas altamente interessantes para utilização no desenvolvimento de produtos para a higiene bucal (dentifrícios e enxaguatórios).

20    Além do ácido caurenóico, espécies de Mikania podem

produzir até dezesseis diterpenos do tipo caurano diferentes, como é o caso de M.

hirsutissima. O gráfico da figura 1 apresenta as espécies de Mikania estudadas quimicamente onde os cauranos são os micrometabólitos mais abundantes (Ohkoshi E, Kamo S, Makino M, Fujimoto Y. enf-Kaurenoic acids from Mikania hirsutissima (Composoitae). Phytochemistry 2004; 65: 885-90 e Ohkoshi E, Makino M, Fujimoto Y.

5 Studies on the constituents of Mikania hirsutissima (Compositae). Chem Pharm Bull 1999; 47: 1436-8) e Copaifera (Veiga Júnior VF, Pinto AC. O gênero Copaifera L. Quim Nova 2002; 25: 273-86).

Com o intuito de avaliar o potencial antimicrobiano de plantas do gênero Mikania frente à patógenos bucais causadores da cárie e de doenças 10 periodontais, nosso grupo de pesquisa deteminou a concentração inibitória mínima (CIM) de extratos vegetais em diclorometano de duas espécies (M. glomerata e M. hirsutissima). Estes resultados ainda não foram submetidos à publicação e encontram-se descritos na tabela 4:

Tabela 4. Concentração inibitória mínima dos extratos em diclorometano de M. glomerata 15 (GD) e M. hirsutissima (HD) contra microrganismos causadores da cárie e de doenças periodontais.

Concentração inibitória mínima - pg.mL1

Microrganismos

Clorexidina

GD

HD

Enterococcus faecalis

0.4

>400

n.a.

Streptococcus salivarius

0.1

<100 e >50

n.a.

Lactobacillus casei

0.05

<100 e >50

n.a.

Streptococcus mitis

0.05

<150e >100

n.a.

Streptococcus mutans

0.05

<150e>100

n.a.

Streptococcus sobrinus

0.05

<100e>50

n.a.

Prevotella nigrescens

0,09

<16

<4

Actinomyces naeslundii

0,092

40

6

Fusobacterium nucleatum

0,0461

>80

20

Bacterioides fragilis

0,7375

>80

60

Haemophilus

0,7375

80

40

actinomycetemcomitans

*n.a. significa “não avaliado”

Yatsuda R, Rosalen PL, Cury JA, Murata RM, Rehder VLG, 20 Melo LV, Koo H. Effects of Mikania genus plants on growth and cell adherence of mutans streptococci. J Ethnopharmacol 2005; 97: 183-9 avaliaram o efeito de duas espécies de Mikania no crescimento e na aderência celular de um grupo de microrganismos

(Streptococcus) responsáveis pelo desenvolvimento de cárie. Nesse trabalho pode-se observar que os extratos mais promissores (extratos hexânicos das duas espécies), cujos valores de CIM foram inferiores a 100 pg.mL'1 para a maioria dos microrganismos avaliados, eram constituídos principalmente por diterpenos da classe dos enf-kauranos. Além disso, esses extratos inibiram significantemente a aderência desses microrganismos. A associação desses resultados, com os obtidos pelo nosso grupo de pesquisa (Tabelas 3 e 4), demonstram que os e/if-cauranos podem ser uma importante fonte de metabólitos naturais para o desenvolvimento de novos produtos ativos contra os patógenos causadores da cárie.