Investigação da atividade antimalárica e alvos moleculares de compostos naturais identificados por quimioinformática e análise genética de parasitas Plasmodium falciparum

• Processo: 21/13809-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 28 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 27 de março de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Parasitologia - Protozoologia de Parasitos
• Pesquisador responsável: Fabio Trindade Maranhão Costa
• Beneficiário: Letícia Tiburcio Ferreira
• Supervisor: David Fidock
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Columbia University in the City of New York, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 19/02171-3 - Investigação da atividade antimalárica e de alvos moleculares de compostos naturais identificados por quimioinformática contra Plasmodium vivax, BP.DR
• Assunto(s): Antimaláricos Malária Plasmodium Quimioinformática Resistência a medicamentos Descoberta de drogas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimaláricos | malária | Plasmodium | quimioinformática | Resistência a drogas | Descoberta de fármacos

Resumo

Com aproximadamente 229 milhões de casos e mais de 400 mil mortes relatadas em 2019, a malária ainda impõe um pesado fardo sobre países em desenvolvimento. Um dos maiores desafios no combate à malária é a seleção e expansão de cepas de parasitas resistentes aos antimaláricos disponíveis, que já foi relatada até mesmo para tratamentos de linha de frente, como terapias combinadas à base de artemisinina (ACTs). Assim, este cenário de rápido surgimento de cepas de parasitas resistentes a medicamentos exige o desenvolvimento urgente de novos antimaláricos aliado ao entendimento de seus modos de ação. Estratégias como evolução in vitro e análise de genômica (IVIEWGA) e cruzamentos genéticos de P. falciparum em um modelo de camundongo humanizado têm sido aplicadas para explorar alterações genômicas envolvidas em alvos de drogas potenciais codificados pelo genoma e mapear geneticamente genes associados à resistência, respectivamente. Dado o longo processo de descoberta de drogas, usamos modelos de aprendizado de máquina para prever a atividade antimalárica de moléculas em uma biblioteca comercial baseada em compostos naturais usando relações quantitativas de estrutura-atividade (QSAR). Identificamos com sucesso uma 4-aminoquinolina (LDT-623) que apresenta forte atividade antimalárica contra cepas de P. falciparum sensíveis à cloroquina (3D7) e multirresistentes (Dd2) in vitro (EC50: 23 e 37 nM, respectivamente), ao mesmo tempo que também mostra seletividade considerável para o parasita em comparação com o tratamento de células COS-7 e HepG2 (índice de seletividade: 21,3 e 54,8, respectivamente). LDT-623 compartilha várias características com a cloroquina: ambos são compostos de ação rápida in vitro e inibem a formação de ²-hematina. No entanto, realizamos um ensaio de bloqueio da transmissão in vitro em um modelo de P. berghei e encontramos uma diferença crítica entre LDT-623 e outras 4-aminoquinolinas estabelecidas: inesperadamente, observamos atividade de LDT-623 contra estágios sexuais do parasita. Além disso, procuramos explorar a combinação de LDT-623 com uma molécula gametocida conhecida, azul de metileno, e encontramos sinergia entre eles nos estágios sanguíneos de P. falciparum. A atividade dupla observada para o LDT-623 - inibição dos estágios sanguíneos assexuados e oocinetos - não é amplamente relatada para 4-aminoquinolinas. Por essas razões, acreditamos que LDT-623 compartilha um modo de ação não exclusivo ao observado para outras 4-aminoquinolinas. Considerando a atividade de bloqueio da transmissão observada com LDT-623, o objetivo desta Proposta BEPE é investigar os alvos moleculares de P. falciparum envolvidos na atividade de LDT-623. Acreditamos que os ensaios que propomos têm o potencial de revelar novas informações sobre esses alvos, bem como informar futuras investigações sobre a atividade antimalárica desse derivado de 4-aminoquinolina de atividade dupla. (AU)