Esta linha de pesquisa é dedicada ao desenho, síntese supramolecular avaliação e caracterização de novas formas sólidas de insumos farmacêuticos ativos (IFAs) empregados no tratamento de doenças negligenciadas ou de alto impacto socioeconômico, com o intuito de desenvolver modificações cristalinas com propriedades de interesse farmacêutico aprimoradas em relação às fases sólidas utilizadas nas formulações farmacêuticas administradas em formas de dosagem sólidas. Este melhoramento das características farmacêuticas se deve, principalmente, à alteração das propriedades de estabilidade, solubilidade e dissolução de acordo com a fase sólida que se encontra um determinado fármaco. As novas formas sólidas são desenvolvidas por técnicas de engenharia de cristais moleculares que é a concepção e desenho das interações intermoleculares complementares que dão lugar à formação dos cristais levando em conta as características dos grupos funcionais doadores e aceitadores de ligações de hidrogênio dos IFAs sob estudo. Uma vez que os principais grupos funcionais são identificados, uma análise estatística das interações intermoleculares em que estes grupos estão normalmente envolvidos será executada, usando as ferramentas dos bancos de dados estruturais. Os resultados das análises estatísticas são utilizados na identificação dos grupos funcionais complementares e sintons presentes nos compostos moleculares. Uma vez identificados estes grupos funcionais e synthons a lista conhecida como "Geralmente Reconhecido como Seguro" (GRAS), editada pela United State Food and Drug Administration (FDA), é utilizada para a seleção dos possíveis co-formadores apropriados a serem utilizados no desenvolvimento das novas formas sólidas. Estas novas formas são caracterizadas por difração de raios-X tanto por monocristal quanto por amostras policristalinas. Estas caracterizações estruturais são comparadas com os dados provenientes dos estudos de espectroscopia vibracional (IV e Raman), análises térmicas (DSC e TGA) e microscopia óptica térmica com luz polarizada. Estas análises empregando técnicas de estado sólido são complementadas com as provenientes da chamada Cristalografia Quântica. Nela estudos teóricos utilizando cálculos ab initio como Teoria Funcional de Densidade (DFT) são realizados a fim de correlacionar as características do estado sólido destas novas formas com as energias conformacionais calculadas a partir dos dados estruturais, bem como para atribuir e identificar as bandas nos espectros vibracionais. Estes estudos teóricos são acoplados ao estudo experimental de Densidade de Carga de alguns dos melhores representantes das novas formas sólidas de medicamentos. O intuito destes estudos é correlacionar a reatividade das drogas e seu desempenho farmacêutico com a topologia da densidade de carga molecular devido às características das interações medicamentos-receptores que são governadas pelas propriedades eletrônicas moleculares. A estrutura eletrônica dos fármacos pode ser avaliada pela informação do Modelo Multipolar (MM) e a teoria quântica de Atom In Molecules (AIM) no formalismo da Análise de Bader. Assim são realizados experimentos de difração de raios-X de alta resolução que permitem construir modelos multipolares, através do formalismo de Hansen-Coppens, modelar a deformação da densidade de carga e analisar a sua topologia para obter propriedades eletrônicas moleculares desses sistemas tais como distribuição de carga, campos elétricos, momentos dipolares, laplacianos da densidade de carga, modelos tridimensionais de potenciais eletrostáticos etc. Enquanto isso, estudos teóricos em condições isoladas e periódicas permitirão complementar e acompanhar as propriedades eletrônicas. Por último, são avaliadas também as propriedades farmacocinéticas dos IFA's modificados e comparadas com aquelas dos IFA's originais no intuito de inferir uma relação direta entre as diversas formas sólidas e as suas propriedades farmacêuticas assim como avaliar a possibilidade do seu uso como novo insumo farmacêutico aprimorado.

Para essa linha de pesquisa, desde o desenho racional dos compostos, até o mecanismo de ação dos mesmos, em várias enfermidades, utilizando, inclusive experimentos in vivo, com camundongos.
Se enquadrando dentro da Química Medicinal, área que nos últimos anos tem tido amplo desenvolvimento, tanto no que tange às pesquisas básicas, quanto às suas aplicações nas áreas médicas e farmacêuticas. Cabe lembrar que o desenvolvimento de complexos de Pt (cisplatina, carboplatina, etc.), entre outros, que são usados amplamente como fármacos antitumorais, assim como os complexos de Ru que se encontram em testes clínicos (NAMI-A, Ru-areno), de Au (derivado de auranofina) ou Cu (casiopeínas), que também se encontram em fase de desenvolvimento, tiveram seus relativos êxitos também baseados na determinação das suas respectivas estruturas. O objetivo principal deste projeto é a síntese, caracterização e determinação de mecanismo de ação de compostos inorgânicos com propriedades antitumorais, antimaláricos, antitubérculostáticos e antichagácicos. Assim esta proposta, propõe a síntese e caracterização de novos complexos metálicos com atividades biológicas, inclusive anticancerígenas, avaliando-os contra linhagens de células tumorais, e estudando os seus mecanismos de ação. Alguns dos compostos obtidos dentro deste projeto já foram testados quanto as suas potencialidades anti-tumorais em células cancerosas. Os resultados obtidos permitiram sugerir a existência de um sinergismo onde além da interação com o DNA os complexos contendo ligantes com átomos não ligados ao centro metálico, como as mercaptopiridinas e mercaptopirimidinas, podem formar interações não covalentes, do tipo, ácido/base, com o DNA, proporcionando assim melhores atividades antitumorais para esta classe de complexos, quando comparada com outras que não apresentam este dualismo de interação complexo/DNA. Pretende-se assim, com o conhecimento sobre as estruturas dos complexos, ter um melhor controle sobre a esfera de coordenação do centro metálico, o que permitirá avaliar a eficiência dos compostos a serem estudados neste trabalho, como potenciais fármacos. A determinação estrutural dos compostos em estado sólido pode fornecer importantes informações para poder avaliar os efeitos citotóxicos dos complexos em diferentes linhagens tumorais.