Planejamento e desenvolvimento de novos potenciais agentes anti-Alzheimer, com base na inibição das enzimas acetilcolinesterase e glicogênio sintase cinase 3-beta e na anti-agregação do peptídeo beta-amilóide

• Processo: 14/17390-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Farmácia
• Pesquisador responsável: Carlos Henrique Tomich de Paula da Silva
• Beneficiário: Carlos Henrique Tomich de Paula da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Doença de Alzheimer Modelagem molecular Planejamento de fármacos Acetilcolinesterase Glicogênio sintase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: acetilcolinesterase | Alzheimer | Gsk3 | Modelagem molecular | Planejamento de Fármacos | Modelagem molecular

Resumo

A doença de Alzheimer (AD), apesar de sua alta prevalência e impacto, ainda não apresenta cura, constituindo, atualmente, as terapias medicamentosas como a principal esperança de controle da doença. Assim, há a necessidade contínua da descoberta e planejamento de novos fármacos, com o intuito de enriquecer o arsenal de substâncias disponível para farmacoterapia, sejam eles inibidores da acetilcolinesterase (AChE), Glicogênio sintase cinase 3-beta (GSK-3beta) ou de qualquer outro alvo crucial no desenvolvimento da doença. Em projeto anterior (Proc. FAPESP 2009/11208-6), ensaios realizados com os compostos planejados e a AChE humana (estrutura ainda era indisponível no PDB) em solução indicaram inibição da atividade enzimática de até 35% para um dos compostos, e 3 de 10 compostos apresentaram inibição superior a 30%, em solução. Após esses resultados, 10 novos compostos foram posteriormente planejados, comprados e testados com a enzima AChE, mas agora também com o peptídeo beta-amiloide. Os 10 compostos apresentaram forte inibição da enzima, em baixas concentrações, e ainda conseguiram inibir, com maior intensidade que o fármaco Donepezil, a formação das fibrilas amiloide (placa amiloide), marca registrada da doença! Nesse mesmo projeto, ensaios com a GSK-3beta e inibidores planejados em nosso laboratório (planejamento baseado em ligantes) geraram resultados promissores de inibição da atividade enzimática, bem como seletividade comparada a outra cinase homóloga e relevante em doença de Alzheimer, a Caseína cinase 1 (CK-1), onde um dos compostos apresentou 34,3 % de inibição da GSK-3beta, a 10 µM de concentração, e alta seletividade em relação à sua homóloga CK-1.Para essa nova proposta de projeto, incluindo as enzimas AChE (Parte 1 desse projeto) e GSK-3beta (Parte 2 desse projeto), o objetivo é inicialmente estender o planejamento computacional realizado em trabalho anterior com a GSK-3b, o qual foi baseado somente em farmacóforo de ligantes, ao planejamento baseado também em estrutura, bem como otimizar os protótipos já obtidos naquele trabalho. Para a AChE, o planejamento de novos agentes anti-Alzheimer incluirá, entre outras, uma etapa de busca por novos inibidores de agregação do peptídeo beta-amiloide, por similaridade com as estruturas e provável conformação em comum (pelo 'Princípio do Análogo Ativo') dos mais potentes inibidores de agregação do peptídeo já descritos na literatura, totalizando cerca de 60 compostos com anéis coplanares. Com a estratégia a ser utilizada, se ousa predizer as conformações bioativas de moléculas (com respeito à inibição da agregação do peptídeo ²-amiloide) sem haver qualquer informação disponível da estrutura do peptídeo em complexo com inibidores de agregação. Também para essa classe de compostos em especial é objetivo construir modelos de QSAR-3D utilizando os descritores GRIND de segunda geração, de modo a se explicar quimicamente a relação estrutura-atividade dos inibidores de agregação. Por fim, os compostos planejados serão comprados, testados e posteriormente otimizados in silico com respeito às suas propriedades farmacodinâmicas e farmacocinéticas para fins posteriores de modificação sintética, patenteamento, etc. Os ensaios de inibição da AChE e os de inibição da agregação do peptídeo beta-amiloide serão conduzidos em colaboração com a Prof.a. Dr.a. Wanda Pereira Almeida, do Instituto de Química da UNICAMP, em Campinas. Os estudos de permeação da barreira hematoencefálica e ensaios pré-clínicos com inibidores das duas enzimas serão conduzidos em colaboração com a Prof.a. Dr.a. Ana Martinez Gil, pesquisadora do Consejo Superior de Investigaciones Científicas - CSIC, de Madrid, Espanha, a qual é membro de nosso projeto recém-aprovado "Novel Potential Anti-Alzheimer Agents: from Design to Preclinical Studies" (Chamada CSIC-FAPESP 2013, Proc. FAPESP 2013/50788-3). Por fim, a presente proposta deverá ter apoio do CEPID de doenças inflamatórias (CRID) - Proc. FAPESP 2013/08216-2 (AU)