Validação e triagem virtual de substâncias de padrão estrutural aminoacídico, benzoiltiouréia e tio-hidantoína frente a proteassoma 20S de L. tarentolae, visando atividade leishmanicida

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Data

2022-03-21

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

A leishmaniose visceral é uma doença transmitida por vetor e é causada por parasitos do gênero Leishmania. Se não tratada, a doença pode ser fatal em mais de 95% dos casos. No Brasil, 1933 casos de leishmaniose visceral e 165 óbitos causados pela doença foram registrados em 2020. A leishmaniose visceral possui tratamento, incluindo o uso de anfotericina B e sais de antimônio pentavalente. A maioria dos fármacos disponíveis são administrados via parenteral, apresentam efeitos adversos graves, como, por exemplo, cardiotoxicidade e pancreatite, e, além disso, não possuem modo de ação conhecido. Nesse sentido, há uma demanda por novos fármacos que reúnam um perfil seguro e modo de ação claro no tratamento da doença. Recentemente, com a descoberta de dois potenciais candidatos a fármacos para o tratamento da leishmaniose visceral, denominados LXE408 e GSK3494245, foi demonstrado que a proteassoma 20S é um promissor alvo terapêutico para o desenvolvimento de novos fármacos com atividade leishmanicida. A proteassoma dos eucariotos desempenha um papel importante na degradação intracelular de proteínas, clivando ligações peptídicas de uma ampla combinação de resíduos de aminoácidos. Dessa maneira, ela regula diferentes processos biológicos como, por exemplo, apoptose e controle do ciclo celular. A inibição da referida enzima dos parasitos diminui a carga parasitária e, além disso, a estrutura da proteassoma 20S dos parasitos apresenta diferenças importantes em comparação com a humana. Neste trabalho, um modelo computacional da proteassoma 20S da espécie L. tarentolae foi criado, empregando-se a estrutura tridimensional da referida enzima complexada com o ligante GSK3494245. A validação do modelo computacional foi feita por redocagem de GSK3494245 no sítio de ligação da proteína. Em seguida, 243 substâncias, abrangendo 128 derivados aminoacídicos, 103 benzoiltiouréias e 12 tio-hidantoínas, foram triadas virtualmente no modelo computacional. Por fim, 10 ligantes, de cada um dos 3 conjuntos, com potencial atividade inibitória frente à proteassoma 20S dos parasitos, foram eleitos. Os 30 ligantes eleitos serão sintetizados, caracterizados estruturalmente e submetidos a ensaios in vitro contra amastigotas de L. donovani situados dentro de macrófagos.
Visceral leishmaniasis is a vector-borne disease caused by parasites of the genus Leishmania. If left untreated, the disease can be fatal in more than 95% of cases. In Brazil, 1933 cases of visceral leishmaniasis and 165 deaths caused by the disease were reported in 2020. Visceral leishmaniasis has treatment, which includes the use of amphotericin B and pentavalent antimony salts. Most of the available drugs are administered parenterally, present serious adverse effects, such as cardiotoxicity and pancreatitis, and have an unknown mode of action. In this scenario, there is a need for new drugs that bring together a safe profile and a clear mode of action in the treatment of the disease. Recently, the discovery of two potential drug candidates for the treatment of visceral leishmaniasis, termed LXE408 and GSK3494245, revealed that the 20S proteasome is a promising therapeutic target for the development of new drugs with leishmanicidal activity. The proteasome of eukaryotes plays a key role in intracellular protein degradation by cleaving peptide bonds from a broad combination of amino acid residues. Thus, it regulates different biological processes such as apoptosis and cell cycle control. Inhibition of this enzyme from parasites decreases the parasite burden and the structure of the 20S proteasome from parasites exhibits important differences in comparison with the human structure. In this work, a computational model of the 20S proteasome of the specie L. tarentolae was created by using the three-dimensional structure of this enzyme complexed with the ligand GSK3494245. Validation of the computational model was performed by redocking of GSK3494245 at the binding site of the protein. Then, 243 substances, comprising 128 amino acid derivatives, 103 benzoylthioureas, and 12 thiohydantoins, were virtually screened into the 20S proteasome. Then, 30 ligands, 10 from each of the 3 sets, with potential inhibitory activity against the 20S proteasome were chosen. The 30 chosen ligands will be synthesized, structurally characterized, and submitted to in vitro assays against L. donovani intramacrophage amastigotes.

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Palavras-chave

Farmacologia, Inibidores enzimáticos, Estudos de validação, Algoritmos genéticos, Doenças parasitárias

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