Estudo de novos compostos guanidínicos inibidores da enzima desoxi-hipusina sintase (DHPS) como agentes antiproliferativos e antifúngicos

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Data

2018-04-20

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O fator de tradução de eucariotos eIF5A é descrito como a única proteína que apresenta o aminoácido hipusina, o qual é gerado por uma modificação pós-traducional essencial para a proliferação celular em todos os eucariotos estudados até o momento, sendo que a enzima desoxi-hipusina sintase (DHPS) é responsável pela primeira etapa da formação desse aminoácido em eIF5A. Portanto, a inibição de DHPS também impede a modificação de eIF5A, tornando esta proteína não funcional, o que pode ter aplicação no tratamento dos tipos de câncer em que o fator está envolvido. Embora N1-guanil-1,7-diamino-heptano (GC7) seja potente inibidor da enzima DHPS, foram observados outros efeitos na célula devido à atuação do composto em alvos não específicos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo a busca por novos inibidores de DHPS, com baixa citotoxicidade e que reduzam a proliferação celular ou que inibam o crescimento de micro-organismos eucarióticos patogênicos, como algumas espécies de fungos. Primeiramente, foi avaliada a citotoxicidade de diferentes compostos com núcleo guanidínico frente a macrófagos murinos. Entre os compostos testados, aqueles que apresentaram menor citotoxicidade foram o composto GC7 e os compostos de núcleo guanidínico com um grupo fenil substituído em para por uma metila e outro por um flúor. A partir deste resultado, os compostos foram submetidos à avaliação de sua atividade antiproliferativa frente às mesmas células. GC7 promoveu inibição da proliferação como já descrito na literatura, mas os compostos testados não tiveram efeito na proliferação. Por meio de avaliação in vitro da inibição direta sobre a enzima DHPS, os compostos de núcleo guanidínico com um grupo fenil substituído em para por Br, I e sem substituição mostraram inibição da atividade enzimática com uma resposta dose-dependente. Pela avaliação da susceptibilidade, o composto TrisBrEsp, com três grupos guanidínicos substituídos, apresentou as menores concentrações inibitória e fungicida mínimas contra espécies de Candida, Cryptococcus e Paracoccidioides, enquanto que GC7 mostrou inibição do crescimento apenas para as espécies de Cryptococcus. Assim, embora GC7 e os compostos testados com núcleo guanidínico contendo uma fenila substituída por um grupo halogênio ou um apolar apresentem inibição direta sobre a enzima DHPS, não foi possível, nas concentrações testadas, confirmar a atividade que o inibidor GC7 possui, que é a de retardar a proliferação celular. Por outro lado, o mecanismo da inibição do crescimento dos fungos aqui testados deve ser melhor estudado, visto que GC7 apresentou pouco efeito inibidor e o composto com melhor atividade não inibiu a DHPS diretamente nas concentrações testadas.
Eukaryotic translation factor eIF5A is described as the only protein that presents the amino acid hypusine that is generated by a post-translational modification, which is essential for cell proliferation in all the eukaryotes studied to date. The enzyme deoxyhypusine synthase (DHPS) is responsible for the first stage of formation of this amino acid in eIF5A. Therefore, the inhibition of DHPS also prevents the modification of the eIF5A, making this protein non-functional, which may have application in the treatment of cancer kinds in which this factor is involved. Although N1-guanyl-1,7-diaminoheptane (GC7) is a strong inhibitor of the DHPS enzyme, other effects on the cell were observed due to the acting of the compound on non-specific targets. Thus, the present work aims to search for new DHPS inhibitors, with low cytotoxicity and able to reduce cell proliferation or inhibit the growth of pathogenic eukaryotic microorganisms such as some fungal species. Firstly, the cytotoxicity of different compounds with guanidinic nucleus against murine macrophages was evaluated. Among the compounds tested, those that showed the lowest cytotoxicity were the GC7 compound and the guanidine core compounds with a phenyl group substituted in para for one methyl and another with fluorine. From these data, the antiproliferative activity of the compounds towards the same cells was evaluated. GC7 promoted inhibition of proliferation as already described in the literature, but the compounds tested had no effect on proliferation. By means of in vitro evaluation of direct inhibition on the DHPS enzyme, the guanidine core compounds with a phenyl group substituted in the para position by Br, I and without substitution showed inhibition of enzyme activity with a dose-dependent response. By the susceptibility evaluation, the TrisBrEsp compound with three-substituted guanidine groups showed the lowest concentrations for inhibitory and minimum fungicidal against Candida, Cryptococcus and Paracoccidioides species. Whereas, the GC7 showed inhibition of growth only for Cryptococcus species. Thus, although GC7 and compounds tested with a guanidine nucleus containing a phenyl substituted by a halogen or a nonpolar group show direct inhibition on the DHPS enzyme, it was not possible, at the concentrations tested, to confirm the activity of the GC7 inhibitor, which is to retard cell proliferation. On the other hand, the mechanism of inhibition of the growth of the fungi tested here should be better studied, since the GC7 showed little inhibitory effect and the compound with the best activity did not inhibit the DHPS directly at the tested concentrations.

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Palavras-chave

Fungos patogênicos, Citotoxicidade, Inibidores enzimáticos., Proteínas – Síntese, Células - Proliferação

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