Avaliação e identificação de inibidores da enzima superóxido dismutase de tripanosomatídeos

Abstract

As Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs), causadas por parasitas protozoários, estão entre as principais causas de mortalidade em países tropicais de todo o mundo. A doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, ainda é um problema de saúde pública e uma das maiores causas de morbidade e mortalidade da América Latina. Os fármacos utilizados para doença de Chagas são pouco eficazes e apresentam inúmeros efeitos colaterais, sendo necessária a busca por novas alternativas terapêuticas. Uma das formas de superar as limitações de fármacos utilizados contra tripanosomatídeos é através da identificação de novos alvos macromoleculares que apresentem diferença estrutural suficiente para garantir sua inibição seletiva em detrimento das enzimas do hospedeiro. As superóxido dismutases (EC 1.15.1.1) são um grupo de metaloenzimas que eliminam radicais superóxidos dismutando-os em peróxido de hidrogênio e oxigênio molecular. Com o objetivo de identificar moléculas promissoras para o desenvolvimento de fármacos contra tripanosomatídeos realizou-se uma triagem in vitro de substâncias sintéticas e de origem natural frente a enzima superóxido dismutase de Trypanosoma brucei (TbSODb2). Identificou-se nos ensaios experimentais dois inibidores de TbSODb2: Fenantrenoquinona-4-fenil tiossemicarbazona e catequina em sua forma oxidada. Ambas as moléculas inibem TbSODb2 em mais de 40% na concentração de 100μM. A fim de investigar o mecanismo de inibição dessas moléculas, utilizou-se a técnica de acoplamento molecular. Essa metodologia evidenciou a importância das hidroxilas ligadas ao anel pirano para a atividade biológica da catequina oxidada, enquanto as hidroxilas catecólicas parecem não influenciar a afinidade por TbSODb2. Em relação à fenantrenoquinona-4-fenil tiossemicarbazona não foi possível identificar o provável modo de interação desse inibidor em TbSODb2. A partir das informações provenientes dos ensaios experimentais e in silico é possível planejar inibidores mais potentes que possam ser considerados como compostos protótipos para o desenvolvimento de fármacos contra a doença de Chagas.

The Neglected Tropical Diseases (NTDs), caused by protozoan parasites, are among the main causes of mortality in tropical countries around the world. The Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, is still a public health problem and a major cause of morbidity and mortality in Latin America. The drugs used to fight Chagas disease are inefficient and have several side effects, therefore, there is an urgent need for novel therapies against Chagas’ disease. One way to overcome the limitations of available drugs is through the identification of new macromolecular targets that have enough structural difference to ensure their selective inhibition instead of the host counterpart. The superoxide dismutases (EC 1.15.1.1) are a group of metalloenzymes that dismute superoxide radicals into hydrogen peroxide and molecular oxygen. In order to identify promising molecules for the development of drugs against trypanosomatids there was a screening in vitro with synthetic substances and natural origin against superoxide dismutase of Trypanosoma brucei. It was identified in experimental assays two TbSODb2 inhibitors: Phenanthrenequinone-4-phenyl thiosemicarbazone and oxidized catechin. Both molecules inhibit TbSODb2 more than 40% at a concentration of 100μM. In order to investigate the mechanism of inhibition of these molecules, we used the docking molecular. This methodology for oxidized catechin showed the importance of the pyran ring hydroxyls linked to biological activity, while the hydroxyl catechol not seem to affect significantly the affinity for TbSODb2. Regarding Phenanthrenequinone-4-phenyl thiosemicarbazone was not possible to identify the probable mode of interaction of this inhibitor in TbSODb2. The information from the experimental and in silico guide the design of more potent inhibitors which can be considered as lead compounds for the development of drugs against Chagas disease.