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Desenvolvimento de moléculas com ação leishmanicida baseado na inibição seletiva da enzima diidroorotato desidrogenase

Processo: 12/25075-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2013 - 30 de setembro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Maria Cristina Nonato Costa
Beneficiário:Maria Cristina Nonato Costa
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Pesq. associados:Flavio da Silva Emery ; Renata Fonseca Vianna Lopez
Assunto(s):Leishmaniose  Síntese  Diidroorotato desidrogenase  Cristalografia de raios X 

Resumo

As Leishmanioses são consideradas doenças tropicais negligenciadas devido à falta de investimento por parte dos setores público e privado no desenvolvimento de novos métodos de diagnóstico e de terapias eficazes. Dentro dessa dura realidade, a Academia tem tido um papel importante na identificação e validação de alvos macromoleculares, assim como, na busca de moléculas bioativas como protótipos para o desenvolvimento de novas terapias com ação leishmanicida. Neste contexto, nosso laboratório tem trabalhado na caracterização e avaliação da enzima diidroorotato desidrogenase como potencial alvo terapêutico para doenças causadas por tripanossomatídeos, em particular, as Leishmanioses. Ao longo dos últimos dez anos, a enzima DHODH de Leishmania major (LmDHODH) foi detalhadamente caracterizada através da aplicação de técnicas de biologia molecular, bioquímica, espectroscópicas e por cristalografia de raios-X. A enzima DHODH participa da via de novo de nucleotídeos de pirimidina e tem sido amplamente explorada no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas com atividade antiproliferativa e antiparasitária. A avaliação estrutural e funcional da LmDHODH e diferentes mutantes nos permitiu utilizar técnicas in vitro e in silico na busca de ligantes potentes e seletivos contra a enzima do parasito. Duas moléculas, em particular, denominadas LCPSP3027 e LCPVL898 foram identificadas como inibidores da enzima LmDHOH com IC50 de 1,66 ± 0,03 µM e 2,82 ± 0,02 µM, respectivamente. Uma busca minuciosa na literatura, assim como uma busca realizada pelo setor de patentes da USP revelou tratar-se de classes de moléculas ainda não descritas como ativa contra parasitas. Estes ligantes apresentaram atividade leishmanicida em culturas in vitro de Leishmania (V.) braziliensis na forma promastigota (DL50 de 2.1 µM para LCPSP3027 e DL50 de 2.8 µM para LCPVL898), se mostraram não citotóxicas para macrófagos e os estudos da forma amastigota mostraram uma redução significativa nos índices de infectividade. Pretendemos agora, através do desenvolvimento deste projeto, prosseguir com nossos estudos, inicialmente através da síntese de compostos análogos, seguido da caracterização do mecanismo de inibição desta classe de moléculas através da utilização de ensaios cinéticos e estruturais e por fim o desenvolvimento de uma formulação que permitirá a realização dos primeiros ensaios pré-clínicos. A realização destes estudos, com enfoque multidisciplinar, além de nos permitir avançar no aprendizado sobre esta complexa pipeline envolvida no desenvolvimento de um medicamento, será de fundamental importância para dar seguir prosseguimento a nossa busca por uma terapia eficaz contra diferentes tipos de Leishmaniose. (AU)

Publicações científicas (9)
(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)
AJALLA ALEIXO, MARIANA A.; RANGEL, VICTOR L.; RUSTIGUEL, JOANE K.; DE PADUA, RICARDO A. P.; NONATO, MARIA CRISTINA. Structural, biochemical and biophysical characterization of recombinant human fumarate hydratase. FEBS Journal, v. 286, n. 10, p. 1925-1940, MAY 2019. Citações Web of Science: 0.
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MAETANI, MICAH; KATO, NOBUTAKA; JABOR, VALQUIRIA A. P.; CALIL, FELIPE A.; NONATO, MARIA CRISTINA; SCHERER, CHRISTINA A.; SCHREIBER, STUART L. Discovery of Antimalarial Azetidine-2-carbonitriles That Inhibit P-falciparum Dihydroorotate Dehydrogenase. ACS Medicinal Chemistry Letters, v. 8, n. 4, p. 438-442, APR 2017. Citações Web of Science: 14.
PERES, RAPHAEL S.; SANTOS, GABRIELA B.; CECILIO, NERRY T.; JABOR, VALQURIA A. P.; NIEHUES, MICHAEL; TORRES, BRUNA G. S.; BUQUI, GABRIELA; SILVA, CARLOS H. T. P.; DALLA COSTA, TERESA; LOPES, NORBERTO P.; NONATO, MARIA C.; RAMALHO, FERNANDO S.; LOUZADA-JUNIOR, PAULO; CUNHA, THIAGO M.; CUNHA, FERNANDO Q.; EMERY, FLAVIO S.; ALVES-FILHO, JOSE C. Lapachol, a compound targeting pyrimidine metabolism, ameliorates experimental autoimmune arthritis. ARTHRITIS RESEARCH & THERAPY, v. 19, MAR 7 2017. Citações Web of Science: 5.
AZEREDO, LUIS FELIPE S. P.; COUTINHO, JULIA P.; JABOR, VALQUIRIA A. P.; FELICIANO, PATRICIA R.; NONATO, MARIA CRISTINA; KAISER, CARLOS R.; MENEZES, CARLA MARIA S.; HAMMES, AMANDA S. O.; CAFFARENA, ERNESTO RAUL; HOELZ, LUCAS V. B.; DE SOUZA, NICOLLI B.; PEREIRA, GLAECIA A. N.; CERAVOLO, ISABELA P.; KRETTLI, ANTONIANA U.; BOECHAT, NUBIA. Evaluation of 7-arylaminopyrazolo[1,5-a]pyrimidines as anti-Plasmodium falciparum, antimalarial, and Pf-dihydroorotate dehydrogenase inhibitors. EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, v. 126, p. 72-83, JAN 27 2017. Citações Web of Science: 16.
LEWIS, TIMOTHY A.; SYKES, DAVID B.; LAW, JASON M.; MUNOZ, BENITO; RUSTIGUEL, JOANE K.; NONATO, MARIA CRISTINA; SCADDEN, DAVID T.; SCHREIBER, STUART L. Development of ML390: A Human DHODH Inhibitor That Induces Differentiation in Acute Myeloid Leukemia. ACS Medicinal Chemistry Letters, v. 7, n. 12, p. 1112-1117, DEC 2016. Citações Web of Science: 14.
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GARCIA REIS, RENATA ALMEIDA; LORENZATO, JR., EDER; SILVA, VALERIA CRISTINA; NONATO, MARIA CRISTINA. Recombinant production, crystallization and crystal structure determination of dihydroorotate dehydrogenase from Leishmania (Viannia) braziliensis. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, v. 71, n. 5, SI, p. 547-552, MAY 2015. Citações Web of Science: 2.
PADUA, RICARDO A. P.; TOMALERI, GIOVANI P.; REIS, RENATA A. G.; DAVID, JULIANA S.; SILVA, VALERIA C.; PINHEIRO, MATHEUS P.; NONATO, MARIA CRISTINA. ThermoFMN - A Thermofluor Assay Developed for Ligand-Screening as an Alternative Strategy for Drug Discovery. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 25, n. 10, p. 1864+, OCT 2014. Citações Web of Science: 7.

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