Transtorno do Espectro Autista : uma análise por biologia computacional a partir das mutações das vias PI3K/mTOR E β-CATENINA/WNT e possível modulação por resveratrol

• Autor(a) principal: Lourenço, Darling de Andrade
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/251558
• topic: Transdução de sinais; beta Catenina; Proteínas Wnt; Resveratrol; Transtorno do espectro autista; Autism spectrum disorder; Resveratrol; Molecular dynamics; Neurodevelopmental pathways; PI3K; mTOR; β-catenin

O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um grupo de desordens complexas e heterogêneas do neurodesenvolvimento, caracterizadas pela díade comportamental de déficits na comunicação e interação social e pela presença de comportamentos restritos e/ou repetitivos. Apesar da etiologia do TEA permanecer pouco elucidada, sabe-se que existe uma interação entre fatores genéticos e ambientais. Duas das principais vias do neurodesenvolvimento são as vias de sinalização PI3K/Akt/mTOR e Wnt/β-catenina, ambas essenciais para processos de proliferação, diferenciação e migração celular. Apesar de mutações com troca de aminoácido em proteínas chave dessas vias serem observadas no desenvolvimento do TEA, pouco se sabe sobre seu efeito estrutural a nível protéico. O resveratrol (RSV), um polifenol presente em uvas e amendoins, vem sendo utilizado como ferramenta intraútero para o estudo do TEA no modelo animal de autismo induzido por ácido valproico (VPA). Além disso, estudos mostram que o RSV exerce efeitos direta e indiretamente sobre as vias da PI3K/Akt/mTOR e Wnt/β-catenina. Com isso em vista, o objetivo deste trabalho foi analisar o efeito de algumas mutações envolvidas no TEA na estrutura de proteínas das vias mencionadas e investigar a interação entre o RSV e as proteínas através de abordagens in silico. O banco de dados SFARI Gene database foi utilizado para pesquisar por mutações nas proteínas da família PI3Ks de classe I, mTOR e β-catenina. Os critérios de inclusão utilizados foram (i) o nível de associação com TEA, (ii) estar presente ou próximo do sítio catalítico das enzimas. Foram selecionadas as mutações G914R e A1035T da p110α, as mutações G373R e V398I da p85β, as mutações S2215Y, S2215F e F2202C da mTOR e as mutações R376H, W504X, S425X, R515X, Q309X, V349AX, Y333X, R474X, G268NX, e S348CX de β-catenina. As estruturas tridimensionais, tanto das formas selvagem (WT) quanto das respectivas variantes, foram modeladas por homologia e submetidas à simulação de dinâmica molecular (DM) para equilibrar os modelos e obter conjuntos de distintos estados conformacionais. Em seguida, a interação entre o trans-RSV e cada um dos estados conformacionais foi simulada e os melhores resultados foram submetidas a uma nova DM de 100ns para equilibrar/estabilizar os sitemas. As trajetórias resultantes foram analisadas através das medidas de raiz quadrada do desvio quadrático médio (RMSD), raiz quadrada da flutuação quadrática média (RMSF), energia livre de ligação e contribuição individual de cada aminoácido para a interação com o RSV. Os resultados obtidos indicaram que nove mutações de β-catenina implicam em perda de função das proteínas e redução da atividade da via enquanto que mutação R376H acrescenta certa rigidez à estrutura. O RSV apresenta maior afinidade de ligação com a mutação G914R de p110α, com a qual forma uma complexo mais estável do que o formado com a forma WT. As mutações de p85β geraram resultados conflitantes, mas o RSV apresentou maior afinidade de ligação com as mutações do que com a WT. Em relação à mTOR, o RSV apresentou maior afinidade de ligação e um complexo mais estável com a mutante F2202C, enquanto que as mutações S2215Y e S2215F demonstraram um comportamento anormal. Os dados evidenciaram que o RSV apresenta maior afinidade de ligação com os sítios catalíticos de proteínas contendo mutações associadas ao TEA do que com suas formas WT, indicando promissora atividade no contexto do TEA.