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Planejamento, síntese e atividade tripanossomicida de inibidores covalentes reversíveis da enzima cruzaína. hibridação molecular

Processo: 15/14304-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2016
Vigência (Término): 30 de abril de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Carlos Alberto Montanari
Beneficiário:Daniela de Vita
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/18009-4 - Planejamento, síntese e atividade tripanossomicida de inibidores covalentes reversíveis da enzima cruzaína, AP.TEM
Assunto(s):Doença de Chagas   Trypanosoma cruzi   Química médica   Cruzaína

Resumo

A cruzaína, principal cisteíno protease do Trypanosoma cruzi, é uma enzima essencial para o ciclo de vida do parasito e tem sido usada como um alvo viável para a busca de inibidores enzimáticos candidatos a fármacos. O composto peptideomimético K777 inibe a cruzaína em concentração nanomolar e atua por um mecanismo de inibição irreversível. Análogos ou derivados do K777 geralmente contêm grupos funcionais eletrofílicos conhecidos como "warheads" que podem ligar-se covalentemente ao sítio ativo da cruzaína via ataque nucleofílico promovido pela cisteína catalítica. Embora esse mecanismo tenha sido extensivamente estudado, outros poucos trabalhos têm explorado a influência da natureza da ligação covalente no processo de inibição covalente reversível na cruzaína. O Grupo de Química Medicinal do IQSC/USP começou a estudar esse mecanismo através dos projetos FAPESP 2011/01893-3 e 2011/20572-3, com enorme sucesso, através do emprego de nitrilas como warheads para formar ligação covalente reversível de dipeptidil-nitrilas com cisteíno proteases. Os resultados dessas pesquisas resultaram na aprovação de um projeto temático pela FAPESP (2013/18009-4) que está em vigor desde maio de 2014, com vigência de 5 anos. Uma série prototípica de inibidores similares aos inibidores de catepsina K (que tem sido usada como alvo na indústria farmacêutica) foi selecionada por conter um esqueleto químico suscetível a processos de otimização. Todos os compostos sintetizados no NEQUIMED são ativos contra a cruzaína em concentrações de baixo-micromolar até sub-micromolar, sendo o composto mais potente o Nequimed409 (Neq0409) que inibiu a enzima com um IC50 igual 1,89 ± 0,11 µM (pIC50 = 5,7). Além disso, também pela primeira vez, esses compostos apresentaram atividade tripanossomicida contra a forma infetiva tripomastigota/amastigota da cepa Tulahuen lacZ em concentrações menores que 50 µM, sendo que o composto protótipo Neq0409 é um agente tripanossomicida (dependência concentração-resposta) com valor de EC50 igual a 2,7 ± 0,3 µM (pEC50 = 5,6) contra a forma amastigota da mesma cepa. O Neq0409 é mais potente que o fármaco benzonidazol (BZ) que foi usado como controle (pEC50 = 4,6) e apresenta citotoxicidade em baço de camundongos > 500 µM (valor comparável ao do BZ que é > 500 µM). As dipeptidil-nitrilas estudadas apresentam características de compostos matrizes que podem ser otimizadas para candidatos a fármacos: T. cruzi pEC50 > 5 (pEC50(Neq0409) = 5,6) com SI > 10 (razão SI = IC50(cito)/IC50(T. cruzi) = 185, BZ = 20,6); PFI < 8 (PFINeq409 = 3,7); # anéis Ar < 5 e MW < 500 Da. Neste trabalho, serão realizados estudos para (i) a síntese de análogos/derivados do Neq0409; (ii) a obtenção de relações estrutura-atividade (SAR) com o objetivo de identificar os novos candidatos a fármacos; (iii) determinação da potência contra a cruzaína. A síntese de dipeptidil nitrilas será realizada com base em resultados prévios já obtidos no grupo e constará da preparação de compostos do tipo de inibidores não-básicos de cruzaína com o grupo 1-aminociclopropano-1-carbonitrila como warhead.

Publicações científicas
(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)
SILVA, DANIEL G.; RIBEIRO, JEAN F. R.; DE VITA, DANIELA; CIANNI, LORENZO; FRANCO, CAIO HADDAD; FREITAS-JUNIOR, LUCIO H.; MORAES, CAROLINA BORSOI; ROCHA, JOSMAR R.; BURTOLOSO, ANTONIO C. B.; KENNY, PETER W.; LEITAO, ANDREI; MONTANARI, CARLOS A. A comparative study of warheads for design of cysteine protease inhibitors. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, v. 27, n. 22, p. 5031-5035, NOV 15 2017. Citações Web of Science: 5.

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