Planejamento e síntese de inibidores seletivos da enzima Guanina Fosforibosiltransferase de "Giardia lamblia" como possíveis candidatos à fármacos antiparasitários

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Thomasini, Drieli, 1992-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637652
Resumo: Orientador: Daniel Fabio Kawano
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spelling Planejamento e síntese de inibidores seletivos da enzima Guanina Fosforibosiltransferase de "Giardia lamblia" como possíveis candidatos à fármacos antiparasitáriosDesign and synthesis of new selective inhibitors of Guanine Phosphoribosyltransferase from "Giardia lamblia" as potential antiparasitic drug candidatesDoenças parasitáriasGiardia lambliaQuímica farmacêuticaParasitic diseasesGiardiaPharmaceutical chemistryOrientador: Daniel Fabio KawanoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências FarmacêuticasResumo: Todos os anos, cerca de dois milhões de pessoas morrem por desidratação associada à diarreia, como resultado da falta de acesso à água de qualidade e à infraestrutura sanitária. Dentre as doenças diarreicas causadas por protozoários, "Giardia lamblia" tem se destacado ao responsável por 40% de todos os surtos mundiais registrados em quase 50 anos. A Organização Mundial da Saúde estima que as infecções causadas por G. lamblia sejam a doença protozoária intestinal mais frequentemente relatada em todo o mundo, podendo chegar a 200 milhões de indivíduos infectados por ano. Embora existam medicamentos efetivos para o tratamento da giardíase, a existência de linhagens resistentes à praticamente todos estes medicamentos reforça o fato de que a busca por novos fármacos contra o parasita deve ser um processo contínuo, de modo a sempre garantir que o arsenal terapêutico disponível seja suficiente para tratar mesmo os pacientes intrinsecamente mais resistentes. Ao contrário dos que ocorre nos seres humanos, protozoários parasitas como "G. lamblia" são incapazes da síntese de novo (total) de nucleotídeos purínicos e, portanto, dependem exclusivamente de mecanismos de captação e interconversão de purinas para a sua sobrevivência. Tal processo é mediado pela enzima Guanina Fosforibosiltransferase (GPRTase) e sua inibição resulta na redução de cerca de 90% da capacidade de replicação do parasita. Portanto a GPRTase de "G. lamblia" representa um alvo terapêutico atrativo para o planejamento de novos fármacos capazes de combater infestações causadas pelo parasita. Neste trabalho, após comparação do sítio ativo da GPRTase com a sua enzima homóloga em seres humanos, HGPRTase, foi possível identificar um pequeno bolso hidrofóbico que, se explorado através de interações específicas com os ligantes, poderia conferir uma inibição seletiva da GPRTase, reduzindo assim possíveis eventos adversos decorrentes da inibição da HGPRTase. Ao se empregar conceitos clássicos de química medicinal como extensão de estrutura, bioisosterismo e simplificação molecular, respaldados por simulações de docking molecular e predições dos perfis farmacocinéticos in silico, foi possível idealizar compostos potencialmente ativos e seletivos a partir da estrutura de um ligante não seletivo da GPRTase, o fosfato de imucilina G. Embora a rota sintética tenha sido padronizada pela obtenção de apenas um destes análogos, esta provavelmente poderá ser integralmente aplicada à síntese de outro análogo por conta da alta similaridade estrutural entre os dois compostos. Com relação à síntese dos dois compostos remanescentes, houve tempo hábil apenas para a síntese do primeiro intermediário sintético. Os trabalhos prosseguirão no grupo visando pôr à prova a hipótese originalmente proposta, de que tais compostos poderiam inibir seletivamente a GPRTase de G. lamblia, sem causar uma inibição significativa da HGPRTase humanaAbstract: Every year about 2 million people die due to dehydration associated with diarrhea, a consequence of the restricted access of poor populations to potable water and basic sanitary conditions. Concerning the waterborne diseases caused by parasitic protozoa, "Giardia lamblia" was responsible for 40% of the cases registered in almost 50 years, being giardiasis the most frequently reported protozoal intestinal infectious disease according to the World Health Organization. Although there are effective drugs for the treatment of giardiasis, development of resistant strains is a common issue for every drug employed for the treatment of giardiasis and, therefore, the search for new anti-giardiasis drugs should be a continuous process, in order to always ensure that the available therapeutic arsenal is enough to treat even the most resistant patients. Unlike host cells, "G. lamblia" trophozoites are unable to synthesize purine nucleotides via de novo synthesis and, therefore, they rely exclusively on mechanisms of capitation and interconversion of purines to replicate and survive. The enzyme Guanine Phosphoribosyl-transferase (GPRTase) plays a pivotal role in this process, since its inhibition reduced the ability of parasite replication in almost 90%. Therefore, the "G. lamblia" GPRTase may be considered a very attractive target for the development of new drugs against the parasite. In this work, we compared the active site of GPRTase with the homologous human enzyme, HGPRTase. Therefore, we could identify a small hydrophobic pocket that, if explored through specific interactions with ligands, would confer a selective GPRTase inhibition profile, possible reducing the incidence of adverse events due to the inhibition of HGPRTase. By employing classical concepts of medicinal chemistry such as structure extension, bioisosterism and molecular simplification, supported by molecular docking simulations and the prediction of in silico pharmacokinetic profiles, we could devise potentially active and selective compounds starting from the structure of a non-selective GPRTase ligand, the Immucillin G Phosphate. Although we were only able to successfully achieve the synthesis of a single compound, we can probably apply the same synthetic methods to obtain a second analog, considering the high degree of structural similarity between these two compounds. Regarding the synthesis of the two remaining compounds, we only could synthesize the first synthetic intermediate. Our research group will continue the efforts aiming to test our original hypothesis that such compounds could selectively inhibit the G. lamblia GPRTase enzyme, without a significant degree of inhibition of the human HGPRTaseMestradoCiências Farmacêuticas - Insumos Farmacêuticos Naturais, Biotecnológicos e SintéticosMestra em CiênciasCAPES1741597[s.n.]Kawano, Daniel Fábio, 1980-Giorgio, SelmaLancellotti, MarceloUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Ciências FarmacêuticasPrograma de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASThomasini, Drieli, 1992-20192019-08-29T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (63 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637652THOMASINI, Drieli. Planejamento e síntese de inibidores seletivos da enzima Guanina Fosforibosiltransferase de "Giardia lamblia" como possíveis candidatos à fármacos antiparasitários. 2019. 1 recurso online (63 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637652. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1095554Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-04-06T11:29:45Zoai::1095554Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-04-06T11:29:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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