Triagem virtual para identificação de potenciais inibidores da enzima dihidrofolato redutase – timidilato sintase de Leishmania chagasi

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dc.contributor.advisorTeles, André Lacerda Braga
dc.contributor.authorMacêdo, Luíza Matos de
dc.contributor.refereeRIibeiro, Erika Maria de Oliveira
dc.contributor.refereeMagalhães, Hemerson Iury Ferreira
dc.contributor.refereeLeite, Franco Henrique Andrade
dc.date.accessioned2022-07-15T15:22:05Z
dc.date.available2022-07-15T15:22:05Z
dc.date.issued2022-04-20
dc.description.abstractA Leishmaniose é uma doença causada por parasitos do gênero Leishmania e de alta incidência nas regiões da América Latina, África e Ásia. Dentre os tipos de leishmaniose, a visceral merece destaque por apresentar os maiores indicadores de letalidade no globo. Contudo, o arsenal terapêutico disponível para o tratamento destas afecções acarretam em severos efeitos tóxicos e de resistência dos parasitos, o que torna evidente a necessidade por novos fármacos antileishmania. Dessa forma, técnicas in sílico baseadas em ligantes ativos e no receptor podem ser empregadas na identificação de novos potenciais compostos bioativos. Objetivos: Identificar potenciais compostos seletivos frente à dihidrofolato redutase - timidilato sintase de Leishmania chagasi (LcDHFR-TS). Materiais e Métodos: O módulo GalahadTM do programa SYBYL®-X 2.0 foi utilizado para a geração das hipóteses farmacofóricas das DHFR de L. chagasi e H. sapiens. Foram selecionados os melhores modelos após análise dos valores de Energia, Pareto, curva ROC/AUC e taxa de enriquecimento. Além disso, o programa MODELLER 9.18 foi utilizado para construção de um modelo por homologia da enzima LcDHFR-TS. O programa GOLD 5.3 foi utilizado para o acoplamento molecular. Uma triagem virtual hierárquica foi então conduzida para identificação de potenciais inibidores da LcDHFR-TS utilizando as seguintes etapas de forma sequencial: modelos farmacofóricos, filtro toxicológico, filtro físico-químico, disponibilidade comercial e acoplamento molecular. A triagem ocorreu sobre os bancos de compostos da Sigma-Aldrich® e Medicines for Malaria Venture (MMV). O programa Gromacs foi utilizado para avaliar a estabilidade do complexo entre o melhor composto identificado na triagem e a LcDHFR-TS através de simulações de Dinâmica Molecular (DM). Resultados e Discussão: Os modelos farmacofóricos 3 e 10 de HsDHFR (Curva ROC/AUC = 0,76) e LcDHFR (Curva ROC/AUC = 0,90) demonstraram desempenho satisfatório na diferenciação de inibidores verdadeiros de falsos positivos. Após a triagem por modelos farmacofóricos, 254 compostos, com requisitos estéreo-eletrônicos somente frente à LcDHFR, foram submetidos aos filtros físico-químicos, toxicológicos e de disponibilidade comercial. Destes, 24 moléculas foram avaliadas quanto ao modo de ligação no sítio ativo da LcDHFR-TS. As duas melhores pontuadas no acoplamento molecular foram submetidas à DM de 110 ns, em que foi possível observar que as ambas realizam interações de hidrogênio durante períodos superiores à 50% da trajetória da simulação, interagindo com os resíduos LYS-82 e ASP-52, respectivamente. Conclusão: Os ligantes SUB10 e SUB22 possuem requisitos estéreo-eletrônicos para se ligar seletivamente à LcDHFR, possivelmente com reduzida toxicidade e biodisponibilidade por via oral. Estes compostos possuem disponibilidade comercial e, portanto, devem ser priorizados para etapas subsequentes do planejamento de novos candidatos a fármacos.pt_BR
dc.description.abstract2Introduction: Leishmaniasis is a disease caused by parasites of the Leishmania genus and has a high incidence in Latin America, Africa and Asia. Among the types of leishmaniasis, visceral leishmaniasis deserves to be highlighted as having the highest lethality indicators in the world. However, the therapeutic arsenal available for the treatment of these conditions leads to severe toxic effects and resistance of the parasites, which makes the search for new drugs candidates with antileishmania activity evident. Thus, the use of in silico techniques based on active ligands and on the receptor can be used to identify potential bioactive compounds. Objectives: Identify potential selective compounds against Leishmania chagasi dihydrofolate reductase - thymidylate synthase (LcDHFR-TS). Materials and Methods: The GalahadTM module of SYBYL®-X 2.0 program was used to generate the pharmacophoric hypotheses of the DHFR of L. chagasi and H. sapiens. The best models were selected after analyzing the values of Energy, Pareto, ROC/AUC curve and enrichment rate. Furthermore, the MODELLER 9.18 program was used to build a homology model of the enzyme LcDHFR-TS. The GOLD 5.3 program was used for molecular docking. A hierarchical virtual screening was then conducted to identify potential LcDHFR-TS inhibitors using the following steps in a sequential manner: pharmacophore models, toxicological filter, physicochemical filter, commercial availability and molecular docking. The screening took place on the compound banks of Sigma-Aldrich® and Medicines for Malaria Venture (MMV). The Gromacs program was used to evaluate the stability of the complex between the best compound identified in the screening and the LcDHFR-TS through Molecular Dynamics (MD) simulations. Results and Discussion: Pharmacophoric models 3 and 10 of HsDHFR (ROC/AUC Curve = 0.76) and LcDHFR (ROC/AUC Curve = 0.90), demonstrated satisfactory performance in differentiating true inhibitors from false positives. After screening by pharmacophoric models, 254 compounds, with stereo-electronic requirements only against LcDHFR, were submitted to physical-chemical, toxicological and commercially available filters. Of these, 24 molecules were evaluated for their binding mode at the active site of LcDHFR-TS. The two best scored in molecular docking were submitted to the DM of 110 ns, in which it was possible to observe that both perform hydrogen interactions for periods longer than 50% of the simulation trajectory, interacting with residues LYS-82 and ASP-52, respectively. Conclusion: SUB10 and SUB22 ligands possess stereo-electronic requirements to bind selectively to LcDHFR, possibly with reduced toxicity and oral bioavailability. These compounds have commercial availability and should therefore be prioritised for subsequent steps in the planning of new drug candidates.
dc.identifier.citationMACÊDO, Luíza Matos de.Triagem virtual para identificação de potenciais inibidores da enzima dihidrofolato redutase - timidilato sintase de Leishmania chagasi 2022. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Departamento de Ciências da Vida – Campus I, Universidade do Estado da Bahia, Salvador, 2022.
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11896/2596
dc.identifier2.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5953030935236654
dc.identifier2.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-1198-1145
dc.language.isopor
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen
dc.subject.keywordsDiidrofolato
dc.subject.keywordsLeishmaniapt_BR
dc.subject.keywordsParasitospt_BR
dc.subject.keywordsVirtualpt_BR
dc.titleTriagem virtual para identificação de potenciais inibidores da enzima dihidrofolato redutase – timidilato sintase de Leishmania chagasipt_BR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesispt_BR
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