Determinação do coeficiente de partição água/óleo do ibuprofeno empregando integração termodinâmica

• Processo: 25/07874-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 30 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Kalil Bernardino
• Beneficiário: Leticia Rafaella Dias
• Supervisor: Agilio Alexandre Henriques Padua
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: École Normale Supérieure, Lyon (ENS), França
• Vinculado à bolsa: 23/15437-7 - Estudo da penetração de líquidos iônicos com ingrediente farmacêutico ativo em membranas celulares por simulação de dinâmica molecular, BP.IC
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Fármacos Química computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bicamada lipídica | Coeficiente de Partição | Dinâmica Molecular | Energia livre de solvatação | fármacos | integração termodinâmica | química computacional

Resumo

Formulações tópicas de fármacos reduzem os efeitos adversos sistêmicos associados à administração oral, mas enfrentam desafios relacionados à permeação cutânea devido às barreiras lipídicas. Para lidar com esse problema, uma possível solução é a conversão de fármacos convencionais em líquidos iônicos biocompatíveis. Portanto, realizamos cálculos de amostragem guarda-chuva para calcular e comparar o potencial de força média (PMF) para avaliar a penetração do ibuprofeno e seu ânion conjugado ibuprofenato em bicamadas lipídicas. No entanto, efeitos de histerese foram observados em PMFs ao comparar a inserção e a remoção das espécies, os quais estão relacionados à rotação restringida. Para verificar como a orientação preferencial pode afetar a energia livre de transferência dos fármacos entre a água e o núcleo hidrofóbico da bicamada e esclarecer a histerese observada, o método de integração termodinâmica será usado para calcular a energia livre de transferência do ibuprofeno entre a água e o hexadecano. Como esse método envolve apenas a simulação de líquidos puros, a orientação preferencial que causa a histerese nas PMFs será evitada. Serão realizadas simulações utilizando campos de força atomísticos (OPLS-AA) e coarse-grained (Martini 3) utilizando o software GROMACS. Os resultados visam elucidar a tendência termodinâmica do ibuprofeno, validar modelos computacionais e otimizar protocolos para futuros estudos farmacocinéticos. A escolha da ENS Lyon baseia-se na expertise do grupo do Prof. Padua em líquidos iônicos e termodinâmica computacional e fortalecerá a colaboração internacional. Os resultados serão divulgados em seminários, uma monografia e artigos científicos.