Inibidores de quinase de Plasmodium spp. como possíveis candidatos antimaláricos: triagem virtual e validação experimental em sistema baseado em alvos de levedura

• Processo: 19/17062-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Fabio Trindade Maranhão Costa
• Beneficiário: Kaira Cristina Peralis Tomaz
• Supervisor: Per Sunnerhagen
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Gothenburg, Suécia
• Vinculado à bolsa: 18/05926-2 - Triagem virtual e validação experimental de inibidores da CK1 (caseína quinase 1) de Plasmodium spp. com potencial antimalárico, BP.MS
• Assunto(s): Química médica Antimaláricos Desenvolvimento de fármacos Ontologia genética Caseína quinase I Plasmodium vivax Malária
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alvo molecular | Inibidores de Quinases | Plasmodium vivax | virtual screening | Yeast Genetic Engineering | Química Medicinal

Resumo

A malária está entre as três doenças infecciosas mais acometidas mundialmente, juntamente com a AIDS e tuberculose. O uso de antimaláricos é fundamental para a contenção da doença e tratamento dos infectados. A recorrente resistência parasitária a antimaláricos vigentes, torna necessário o constante estudo para o desenvolvimento de novos compostos químicos capazes de atuar na morte do parasita por modos de ação inéditos. Com o sucesso de inibidores de quinases para o tratamento do câncer, o quinoma do Plasmodium spp. passou a ser investigado, com o intuito de encontrar potenciais alvos terapêuticos para o tratamento da malária. Através de ontologia genética escolhemos a proteína Caseína quinase 1 (CK1) de Plasmodium spp. como alvo para a seleção de compostos químicos para testes. A proteína CK1 é conservada entre as espécies de Plasmodium, altamente expressa em todo o ciclo sanguíneo do parasita e tem interação física com a proteína Rab-5B evidenciando fazer parte do controle metabólico. Além disso, estudos de genética reversa demonstraram que esta proteína é essencial para o desenvolvimento do estágio sanguíneo do parasito. Ao decorrer dos estudos, verificou-se que a Caseína quinase 2 domínio alfa (CK2±), também possa ser um alvo promissor e tendo essas duas proteínas genes complementares, estudá-las em paralelo poderá ser de grande valia. Apesar de serem pertencentes da mesma família, as serina-treonina quinases , são divergentes em estrutura, função e resposta à moléculas efetoras. Com o crescente aumento da capacidade computacional e aprimoramento das triagens in silico, realizamos técnicas de triagens virtuais com o intuito de reduzirmos os testes experimentais e aumentar a capacidade assertiva, ganhando em tempo e reduzindo gastos. Primeiramente construímos por homologia as proteínas alvo, posteriormente usamos dois métodos de triagens, o primeiro baseado nas proteínas construídas por Structure-Based Virtual Screening (SBVS) e o segundo baseado em moléculas ativas em Plasmodium spp. pelo método de Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR). Também realizamos triagens virtuais com a fosfatidil-inositol-4-quinase (PI4K), outra proteína resultante de triagem ontogenética, a qual já é descrita em literatura como possível alvo terapêutico para a malária. Demos início aos testes experimentais de 205 compostos resultantes das triagens virtuais das 3 proteínas alvo deste projeto. Como resultado, fomos capazes (até o momento) de identificar 23 compostos com taxas de inibição de e90% do crescimento parasitário. Visando o entendimento do modo de ação desses compostos, pretende-se através deste projeto, a construção de testes de cepas de levedura heterólogas expressando as proteínas quinases, potenciais alvo contra P. vivax CK1 e PI4K, bem como seus ortólogos humanos, para determinação de citotoxicidade, ou/ e usar a metodologia yeast chemical genomic, para validar nossas previsões realizadas por triagens virtuais contra nossas quinases P. vivax CK1 e CK2 alfa. (AU)