Candidatos a fármacos contra leishmaniose: Compreensão da relação estrutura molecular com a atividade biológica e desenho racional de inibidores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: CAGLIARI, João Vitor
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM
Texto Completo: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1576
Resumo: O desenvolvimento de um novo fármaco pode levar muitos anos e diversas abordagens computacionais são empregadas em diferentes estágios do processo de desenvolvimento de forma a aperfeiçoar a descoberta de novos compostos para tratar diversas patologias, entre elas a leishmaniose, uma doença negligenciada que carece de medicamentos eficazes, menos tóxicos e de baixo custo. Diante disso, foi realizada uma revisão bibliográfica de compostos com atividade inibitória da topoisomerase e arginase, alvos enzimáticos relacionados à leishmaniose, e foi possível verificar quais características estruturais auxiliam nas interações com esses receptores. Para a topoisomerase, a aromaticidade dos ligantes está atrelada a uma maior afinidade pela enzima, mais especificamente aumentando possibilidades de compostos atuarem por intercalação na quebra da fita de DNA, pois os venenos de topoisomerase intercalantes são mais ativos clinicamente como a camptotecina com valores de afinidade de -9,87 kcal/mol. No alvo arginase, foi gerado um modelo por homologia (Leishmania amazonensis) que, de acordo com os parâmetros utilizados na plataforma SWISS-MODEL, é confiável e apto para a utilização no docking molecular, de acordo com os parâmetros QMEAN e GMQE com respectivos valores -0,09 e 0,98. Na arginase há uma predominância de interações principalmente com os cofatores (Mn2+) e que são essenciais para a atividade desta enzima, desta forma a inibição apresentada pelo ácido cafeico com valor de afinidade de -11,56 kcal/cal é um bom exemplo. Este tipo de interação também foi observado na triagem virtual realizada com os compostos da base de dados do NuBBE, pois as moléculas com melhores afinidades com a arginase interagem com os cofatores, sendo que a função ácido carboxílico é a predominante nessa interação. Com base nos resultados obtidos in silico, foram planejados seis derivados do ácido cafeico, sendo que o composto IV apresentou melhor afinidade pela arginase do parasita e foi sintetizado em 35% de rendimento. Foram realizados ensaios contra L. amazonenses e L. infantum, sendo que o composto IV apresentou valores de CI50 de 0,25 e 0,35 μmol/L, respectivamente. Estes valores mostram que IV é um composto promissor no desenvolvimento de novos candidatos a fármacos para o tratamento de leishmaniose, já que o ensaio de citotoxicidade realizado em células HepG2 apresentou CC50 de 2,00 μmol/L. Desta forma, o presente trabalho contribui significativamente com o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o tratamento da leishmaniose.
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Para a topoisomerase, a aromaticidade dos ligantes está atrelada a uma maior afinidade pela enzima, mais especificamente aumentando possibilidades de compostos atuarem por intercalação na quebra da fita de DNA, pois os venenos de topoisomerase intercalantes são mais ativos clinicamente como a camptotecina com valores de afinidade de -9,87 kcal/mol. No alvo arginase, foi gerado um modelo por homologia (Leishmania amazonensis) que, de acordo com os parâmetros utilizados na plataforma SWISS-MODEL, é confiável e apto para a utilização no docking molecular, de acordo com os parâmetros QMEAN e GMQE com respectivos valores -0,09 e 0,98. Na arginase há uma predominância de interações principalmente com os cofatores (Mn2+) e que são essenciais para a atividade desta enzima, desta forma a inibição apresentada pelo ácido cafeico com valor de afinidade de -11,56 kcal/cal é um bom exemplo. Este tipo de interação também foi observado na triagem virtual realizada com os compostos da base de dados do NuBBE, pois as moléculas com melhores afinidades com a arginase interagem com os cofatores, sendo que a função ácido carboxílico é a predominante nessa interação. Com base nos resultados obtidos in silico, foram planejados seis derivados do ácido cafeico, sendo que o composto IV apresentou melhor afinidade pela arginase do parasita e foi sintetizado em 35% de rendimento. Foram realizados ensaios contra L. amazonenses e L. infantum, sendo que o composto IV apresentou valores de CI50 de 0,25 e 0,35 μmol/L, respectivamente. Estes valores mostram que IV é um composto promissor no desenvolvimento de novos candidatos a fármacos para o tratamento de leishmaniose, já que o ensaio de citotoxicidade realizado em células HepG2 apresentou CC50 de 2,00 μmol/L. Desta forma, o presente trabalho contribui significativamente com o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para o tratamento da leishmaniose.The development of a new drug can take many years and several computational approaches which were used at different stages of the process in order to improve the discovery of new compounds to treat several pathologies, including leishmaniasis, a neglected disease who needs of effective drugs, with low toxicity and cost. Thereby, a review on the literature searching form compounds with inhibitory activity on topoisomerase and arginase (targets related to leishmaniasis), was carried out, and so it was possible to verify what are the main structural features responsible for the interactions with these receptors. For topoisomerase, the aromaticity of the ligands improve their affinity for the enzyme, mainly by increasing the possibilities of these compounds that may act in the intercalation of the DNA strand break, since topoisomerase venoms that act as intercalating like camptothecin, show high affinity values of -9.87 kcal/mol. In the arginase target, a model of homology (Leishmania amazonensis) was generated according to the parameters used in the SWISS-MODEL platform, that is reliable and suitable for use in molecular docking, according to the parameters QMEAN and GMQE with respective values -0.09 and 0.98. Furthermore, in arginase there is a predominance of interactions with cofactors (Mn2+) which are essential for the activity of the enzime, thus the inhibition presented by the caffeic acid with an affinity value of -11.56 kcal/cal, is a great exemplo. This kind of interaction was also observed in the virtual screening performed with the compounds from NuBBE database, with the molecules interacting with arginase through the cofactors, with the carboxylic acid function being predominant. Based on in silico results, six derivatives of caffeic acid were designed, of which the compound IV show better affinity for the parasite's arginase and it was synthesized in 35% yield. Further, compound IV was evaluated against L. amazonenses and L. infantum, and presented IC50 values of 0,25 e 0,35 μmol/L, respectively. These values shows that IV is a promising compound in the development of new candidates for drugs to treat leishmaniois, since the cytotoxicity assay performed on HepG2 cells showed a CC50 of 2,00 μmol/L. In this way, the present work contributes significantly to the development of new alternatives for the treatment of leishmaniasis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESFundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIGUniversidade Federal do Triângulo MineiroInstituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENEBrasilUFTMPrograma de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas GeraisPIVATTO, Amanda Danuello30218277806http://lattes.cnpq.br/0700488873965276COMAR JUNIOR , Moacyr18208952893http://lattes.cnpq.br/3361280087783853CAGLIARI, João Vitor2023-12-14T13:48:07Z2022-07-072023-12-14T13:48:07Z2022-07-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1576porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTMinstname:Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)instacron:UFTM2023-12-15T02:03:57Zoai:bdtd.uftm.edu.br:123456789/1576Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.uftm.edu.br/PUBhttp://bdtd.uftm.edu.br/oai/requestbdtd@uftm.edu.br||bdtd@uftm.edu.bropendoar:2023-12-15T02:03:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM - Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)false
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