Planejamento e desenvolvimento de inibidores duais da PI4K e PKG de Plasmodium falciparum como candidatos a compostos líderes para a Malária

• Processo: 23/09209-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Rafael Victorio Carvalho Guido
• Beneficiário: Vinícius Bonatto
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/17721-9 - A função da Química na adaptação de holobiontes, AP.TEM
• Assunto(s): Química médica Planejamento de fármacos Química computacional Fármacos Bioensaio Inibidores Malária Plasmodium falciparum
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cálculos de Energia Livre | ensaios biológicos | fármacos | inibidores | malária | Plasmodium falciparum | quimica medicinal, planejamento de fármacos, química computacional

Resumo

Apesar do avanço no combate à malária nas últimas décadas, o surgimento de resistência do parasito contra os antimaláricos disponíveis vem sendo notório, causando extrema preocupação. Logo, é necessário buscar novos candidatos a fármacos antimaláricos e de preferência com modo de ação distinto dos fármacos disponíveis, de modo a diminuir as chances de resistência. Neste sentido, a inibição de proteínas quinases do parasito é uma estratégia atrativa a ser explorada. Nesta proposta, selecionamos as proteínas quinases PfPI4K e PfPKG, alvos validados para a descoberta de novos antimaláricos, para a descoberta de novos inibidores duais derivados guanidínicos como candidatos a compostos líderes para a malária. Essas enzimas são extremamente importantes para o ciclo de vida do parasito, são altamente conservadas entre as espécies de Plasmodium e possuem diferenças significativas quando comparadas às enzimas homólogas humanas. Nesse contexto, a inibição dual desses alvos é uma excelente estratégia visando evitar o surgimento de cepas resistentes. Além disso, derivados guanidínicos são promissores inibidores do crescimento do parasito. A estratégia delineada para a descoberta de inibidores duais consistirá, inicialmente, na melhor compreensão do modo de ligação do sapanisertib, um conhecido inibidor dual dessas proteínas, utilizando docagem molecular e simulações de dinâmica molecular (MD). Em seguida, cálculos relativos da energia livre de ligação (RBFE) serão feitos usando perturbação de energia livre (FEP) para determinar, quantitativamente, a importância de cada grupo substituinte do inibidor de referência. Esses estudos indicarão os determinantes estruturais responsáveis pelo reconhecimento molecular e afinidade da PfPI4K e PfPKG pelo sapanisertib, além disso, permitirá a construção de modelos multifarmacóforicos.O conhecimento gerado na etapa anterior será utilizado na busca por derivados guanidínicos como potenciais inibidores duais. Para tanto, uma biblioteca virtual de derivados guanidínicos será criada e triada, através de docagem molecular e simulações de MD, seguidas de cálculos de energia livre de ligação absoluta (ABFE) usando FEP, considerando os dois alvos em estudo. Os melhores derivados guanidínicos serão selecionados com base nas conformações de menor energia, e em seguida, serão otimizados com grupos substituintes adequados e submetidos a novas simulações para confirmar a estabilidade dos novos compostos em ambas as enzimas. Deste modo, identificaremos os melhores hits virtuais para síntese e determinação experimental da atividade inibitória frente as enzimas alvo e contra o parasito. Os resultados obtidos neste projeto contribuirão para o desenvolvimento de novos inibidores com mecanismo de ação inovador como candidatos a compostos líderes para a malária. (AU)