Metaloproteinase de tripanosomatídeos: avaliação de potenciais inibidores como ferramenta para desenvolvimento de fármacos
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28784 |
Resumo: | A terapêutica antiparasitária para o tratamento e controle das doenças tropicais negligenciadas causadas por tripanosomatídeos é limitada devido a elevada toxicidade e baixa eficácia dos fármacos. Atualmente, não existe vacina disponível para o controle das doenças humanas causadas por tripanosomatídeos. Este estudo teve um caráter multidisciplinar e transversal cujo o objetivo principal foi a caracterização biológica e bioquímica de metaloprotease de tripanossomatídeos, com ênfase na pesquisa de potencias novos compostos com atividade inibitória sobre a proteína. Para isso, foram avaliados a atividade enzimática, identificação da metaloprotease e a capacidade hemolítica de diferentes extratos brutos dos tripanosomatídeos. Seguidamente, fez-se análises in silico e in vitro com os potencias novos inibidores da gp63. Através de ensaios de zimografia foi confirmado o perfil proteolítico das proteínas do extrato bruto de Leishmania spp. sobre o substrato gelatina e caseína. Trypanosoma cruzi exibiu um padrão proteolítico condicente com o perfil descrito na literatura para a cruzipaína, a cisteína protease. Em colaboração com o Instituto de Química da UFRN foi desenvolvido um ensaio fluorescente dependente da coordenação com íon Zn2+ . Os resultados evidenciaram a forte coordenação do composto L1 ao do Zn (II) presentes no extrato bruto de L. amazonensis. Além disso, os ensaios biológicos demostraram atividade hemolítica mediada pelo sistema complemento na presença do extrato de tripanosomatídeos. A pesquisa in silico demostrou a ancoragem molecular com energias favoráveis à interação entre os ligantes testados:L1> DETC>Doxiciclina>4TERP37. Ademais, resultado semelhante foi observado no cálculo, de balanço de energia final quântico. A validação in vitro dos compostos mostrou que L1 diminui significativamente, a viabilidade da forma promastigota de L. amazonensis (IC50 de 1,24 µM). O composto L1, não descrito na literatura, induziu a morte da forma promastigota pelo processo de necrose, análise estrutural revelou danos na membrana, pequenos orifícios na membrana, bem como o vazamento do conteúdo celular. Por outro lado, L1 apresentou alta índice de seletividade sobre as linhagens de células, 3T3 e RAW. Em conjunto, os resultados mostraram potencial efeito leishmaniocida do L1 contra L. amazonensis, agente etiológico da Leishmaniose difusa, a única forma clínica que não existe atualmente o tratamento. Paralelamente a este estudo, foi realizado a análise das proteínas variáveis de superfície (VSG) de Trypanosoma brucei onde verificou-se que as metaloproteases de matriz (MMPs) reconhecem moléculas de VSGs do parasita. Em conjunto, os resultados obtidos contribuem para o desenvolvimento futuro de nova abordagem terapêutica na doença causada por tripanosomatídeos. Contudo, estudos futuros, permitirão atestar os presentes resultados. |
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Moreno, Cláudia Jassica GonçalvesRibeiro, Aline RimoldiAndrade Neto, Valter Ferreira deGomes, Gabriela SantosPorto, Carlos Alberto RobelloSilva, Marcelo de Sousa da2020-04-15T18:23:12Z2020-04-15T18:23:12Z2020-02-21MORENO, Cláudia Jassica Gonçalves. Metaloproteinase de tripanosomatídeos: avaliação de potenciais inibidores como ferramenta para desenvolvimento de fármacos. 2020. 193f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28784A terapêutica antiparasitária para o tratamento e controle das doenças tropicais negligenciadas causadas por tripanosomatídeos é limitada devido a elevada toxicidade e baixa eficácia dos fármacos. Atualmente, não existe vacina disponível para o controle das doenças humanas causadas por tripanosomatídeos. Este estudo teve um caráter multidisciplinar e transversal cujo o objetivo principal foi a caracterização biológica e bioquímica de metaloprotease de tripanossomatídeos, com ênfase na pesquisa de potencias novos compostos com atividade inibitória sobre a proteína. Para isso, foram avaliados a atividade enzimática, identificação da metaloprotease e a capacidade hemolítica de diferentes extratos brutos dos tripanosomatídeos. Seguidamente, fez-se análises in silico e in vitro com os potencias novos inibidores da gp63. Através de ensaios de zimografia foi confirmado o perfil proteolítico das proteínas do extrato bruto de Leishmania spp. sobre o substrato gelatina e caseína. Trypanosoma cruzi exibiu um padrão proteolítico condicente com o perfil descrito na literatura para a cruzipaína, a cisteína protease. Em colaboração com o Instituto de Química da UFRN foi desenvolvido um ensaio fluorescente dependente da coordenação com íon Zn2+ . Os resultados evidenciaram a forte coordenação do composto L1 ao do Zn (II) presentes no extrato bruto de L. amazonensis. Além disso, os ensaios biológicos demostraram atividade hemolítica mediada pelo sistema complemento na presença do extrato de tripanosomatídeos. A pesquisa in silico demostrou a ancoragem molecular com energias favoráveis à interação entre os ligantes testados:L1> DETC>Doxiciclina>4TERP37. Ademais, resultado semelhante foi observado no cálculo, de balanço de energia final quântico. A validação in vitro dos compostos mostrou que L1 diminui significativamente, a viabilidade da forma promastigota de L. amazonensis (IC50 de 1,24 µM). O composto L1, não descrito na literatura, induziu a morte da forma promastigota pelo processo de necrose, análise estrutural revelou danos na membrana, pequenos orifícios na membrana, bem como o vazamento do conteúdo celular. Por outro lado, L1 apresentou alta índice de seletividade sobre as linhagens de células, 3T3 e RAW. Em conjunto, os resultados mostraram potencial efeito leishmaniocida do L1 contra L. amazonensis, agente etiológico da Leishmaniose difusa, a única forma clínica que não existe atualmente o tratamento. Paralelamente a este estudo, foi realizado a análise das proteínas variáveis de superfície (VSG) de Trypanosoma brucei onde verificou-se que as metaloproteases de matriz (MMPs) reconhecem moléculas de VSGs do parasita. Em conjunto, os resultados obtidos contribuem para o desenvolvimento futuro de nova abordagem terapêutica na doença causada por tripanosomatídeos. Contudo, estudos futuros, permitirão atestar os presentes resultados.Antiparasitic therapy for the treatment and control of neglected tropical diseases caused by trypanosomatids is limited due to their high toxicity and low drug efficacy. Currently there is no available vaccine for control of human diseases. This study had a multidisciplinary and cross-sectional character whose main objective was the biological and biochemical characterization of trypanosomatids metalloproteases (gp63) with emphasis on the research of news potential compounds capable of inhibition protein activity. Thus, the enzymatic activity, metalloprotease identification and hemolytic capacity of different Trypanosomatids crude extracts were evaluated. After that, in silico and in vitro analyzes were performed with the potential news gp63 inhibitors. Through, zymography assays the proteolytic profile was visualized from Leishmania spp. crude extract proteins on gelatin and casein substrate. Trypanosoma cruzi exhibited a proteolytic pattern consistent with the profile previous described for cruzipain, a cysteine protease. In collaboration with the Chemistry Institute of UFRN, a fluorescent assay dependent on Zn2+ ion coordination was developed. The results showed the strong coordination of compound L1 and Zn (II) present in the crude extract of L. amazonensis. In addition, biological assays demonstrated complement system mediated hemolytic activity in the presence of trypanosomatids extract. In silico approach demonstrated molecular anchoring with favorable energies for the interaction between the ligands tested: L1> DETC> Doxycycline> 4TERP37. Besides, a similar result was observed in the calculation of the quantum final energy balance. In vitro validation of the compounds showed that L1 significantly decreases the viability of the promastigote’s forms of L. amazonensis (IC50 of 1.24 µM). L1 compound, not described so far, induced promastigotes death by necrosis process and structural analysis, revealed that membrane damage, small holes in the membrane, as well as cell content. Differently, L1 showed a high selectivity index over cell lines, 3T3 and RAW. Together, the results showed a potential leishmaniocidal effect of L1 against L. amazonensis, the etiologic agent of diffuse leishmaniasis, the only clinical form that currently doesn´t exist treatment. In parallel to this study, Trypanosoma brucei surface variable protein (VSG) analysis was performed. It was found that matrix metalloproteases (MMPs) recognize parasite VSGs molecules. Although, both results represent a contribution to the future approach on development therapeutic in diseases caused by Trypanosomatids. However, more further studies will allow to attest the presents results.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICATripanosomatídeosgp63VSGsMMPsLeishmania spp.Trypanosoma cruziTrypanosoma bruceiL1DETCDoxiciclina4- TerpeniolMetaloproteinase de tripanosomatídeos: avaliação de potenciais inibidores como ferramenta para desenvolvimento de fármacosTrypanosomatids metalloproteinase: evaluation of potential inhibitors as a tool for drug discoveryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTMetaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.txtMetaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain298274https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28784/2/Metaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.txtfb80c5e389b72482fd140c4a0537270dMD52THUMBNAILMetaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.jpgMetaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1158https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28784/3/Metaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf.jpge05701d0a28884cdb43bc33618170482MD53ORIGINALMetaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdfapplication/pdf4054997https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28784/1/Metaloproteinasetripanosomatideosavaliacao_Moreno_2020.pdf8dabbddf286ee2c31c38ab9e6f7315faMD51123456789/287842020-04-19 04:48:10.273oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/28784Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-04-19T07:48:10Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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