Resistência a antimicrobianos em Mycobacterium tuberculosis: análise estrutural, biofísica e bioquímica de mutações missense

• Processo: 22/12234-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Beneficiário: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Biologia estrutural Biofísica Enzimas Anti-infecciosos Tuberculose Mycobacterium tuberculosis Mutação de sentido incorreto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobianos | enzimas | mecanismos moleculares de resistência a antimicrobianos | mutações misenses | Mycobacterium tuberculosis | Tuberculose | biologia estrutural, bioquímica e biofísica

Resumo

Tuberculose é uma das principais doenças infecciosas que aflige a humanidade, e que leva a mais de um milhão de mortes por ano em todo mundo. Devido ao intensivo uso de antimicrobianos no tratamento desta doença, a resistência é um fator extremamente preocupante e agrava significante a sua clínica terapêutica. Resistência aos principais antimicrobianos em uso, particularmente isoniazida (INH), rifampicina (RIF), etambutol (EMB) e pirazinamida (PZA) são constantemente reportados para Mycobacterium tuberculosis, o que leva a necessidade do uso de outros antimicrobianos mais tóxicos e menos efetivos para o controle da doença. Especificamente, tanto para a INH como para PZA, a resistência está principalmente associada a genes envolvidos com as suas ativações ou nos seus alvos de inibição. Assim, mutações na catalase/peroxidase KatG, que catalisa a formação do aduto NAD-INH e da enzima enoil ACP redutase, InhA, são frequentemente encontradas em isolados clínicos resistentes a INH. O mesmo ocorre para a resistência à PZA, em que várias mutações no gene que codifica a enzima PcnA, que converte PZA em ácido pirazinóico (POA) e na enzima aspartato decarboxilase (PanD) que é inibida por essa molécula, também é frequentemente reportada. As enzimas que são considerados os alvos para as formas ativadas dos pró-fármacos INH e PZA são essenciais para a sobrevivência de M. tuberculosis, e, portanto, as mutações geralmente ocorrem na região promotora ou na região codificante dos seus genes, sendo geralmente missense. Embora já se tenha-se estudos bioquímicos, biofísicos e estruturais para alguns mutantes missense para as enzimas InhA e PanD, o número de mutações reportados na literatura é bastante vasto, o que limita o entendimento dos efetivos mecanismos moleculares envolvidos na resistência a esses antimicrobianos. Neste projeto, temos como objetivo realizar um amplo estudo biofísico e bioquímico de várias mutações missense para as regiões codificantes para InhA e PanD, que ainda não foram estudadas. A análise estrutural, bioquímica e biofísica dessas enzimas mutantes pode revelar as bases moleculares envolvidas na resistência e a proposição de mecanismos ainda não descritos na literatura. Além disso, o entendimento dessas mutações pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de novas moléculas que contornem essas resistências ou efetivamente contribuir com uma terapia mais personalizada em casos de infecção por cepas resistentes ou multirresistentes. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ROSSINI, NICOLAS DE OLIVEIRA; DIAS, MARCIO VINICIUS BERTACINE. Mutations and insights into the molecular mechanisms of resistance of Mycobacterium tuberculosis to first-line drugs. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 46, n. 1, p. 17-pg., 2023-01-01. (22/12234-5, 20/03850-9, 19/17037-0)

NICOLAS DE OLIVEIRA ROSSINI; MARCIO VINICIUS BERTACINE DIAS. Mutations and insights into the molecular mechanisms of resistance of Mycobacterium tuberculosis to first-line. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 46, n. 1, 2023-01-23. (22/12234-5, 19/17037-0, 20/03850-9)

DE OLIVEIRA, GABRIEL S.; BURY, PRISCILA DOS S.; HUANG, FANGLU; LI, YUAN; DE ARAUJO, NATALIA C.; ZHOU, JIAHAI; SUN, YUHUI; LEEPER, FINIAN J.; LEADLAY, PETER F.; DIAS, MARCIO V. B.. Structural and Functional Basis of GenB2 Isomerase Activity from Gentamicin Biosynthesis. ACS Chemical Biology, v. 19, n. 9, p. 10-pg., 2024-08-29. (14/07843-6, 10/15971-3, 15/09188-8, 21/10577-0, 18/00351-1, 17/23627-0, 22/12234-5)

KIRKMAN, TIM; SILVA, CATHARINA DOS SANTOS; TOSIN, MANUELA; DIAS, MARCIO VINICIUS BERTACINE BERTACINE. How to Find a Fragment: Methods for Screening and Validation in Fragment-Based Drug Discovery. CHEMMEDCHEM, v. N/A, p. 15-pg., 2024-11-04. (21/10577-0, 22/12234-5)