Estudo do mecanismo de ação e resistência à pirazinamida em Mycobacterium tuberculosis

• Processo: 24/19817-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Beneficiário: Rafaela Kaskanlian Pires do Rio
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/10577-0 - Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (CEPID B3), AP.CEPID
• Assunto(s): Anti-infecciosos Mycobacterium tuberculosis Pirazinamida Vias biossintéticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobianos | Mycobacterium tuberculosis | pirazinamida | Tuberculose Multiresistente | vias biossintéticas | biologia estrutural, mutagênese sítio dirigida

Resumo

A tuberculose é uma doença de alto impacto, diagnosticada em 10,6 milhões de pacientes e com uma fatalidade de 1,3 milhões de pessoas apenas em 2022. Os principais fármacos adotados para combater a doença são: isoniazida, rifampicina, etambutol e pirazinamida. Diversos estudos foram realizados com o intuito de compreender o mecanismo de ação dos medicamentos, mas há ausência de consenso em relação à pirazinamida (PZA). Duas hipóteses são propostas para seu mecanismo de ação: primeiramente, há evidência que o ácido pirazinóico (POA), que é a forma ativa da PZA, garante a sua eficácia ao se ligar diretamente ao sítio ativo de PanD, agindo como um inibidor competitivo; por outro lado, é proposto também que POA se liga à PanD e a direciona ao complexo enzimático ClpP1P2C1 para que ela sofra degradação mediada pelo reconhecimento da porção C-terminal de PanD. Uma vez que o mecanismo de ação da PZA não é totalmente elucidado, seu mecanismo de resistência também apresenta várias lacunas. Além disso, são escassos os estudos que se utilizam de isolados clínicos de PanD que apresentam mecanismo de resistência à pirazinamida. Boa parte das mutações encontradas em isolados clínicos resistentes à PZA apresentam mutações no gene panD e clpC1, corroborando o envolvimento das enzimas PanD e ClpC1. Dessa forma, o objetivo deste projeto é obter avanços no entendimento do mecanismo de ação e resistência à PZA, através de estudos bioquímicos e biofísicos da PanD selvagem e dos mutantes missense V138A, H21R, I49V, E130G e P134S. Assim, neste projeto, pretendemos: analisar o conteúdo de estrutura secundária das enzimas PanD mutantes em comparação com proteína selvagem, na presença e ausência de POA, a estabilidade térmica de mutantes quando expostas à pirazinamida em comparação a proteína selvagem; obter constantes de dissociação do POA para proteínas mutantes e selvagem e padronizar um ensaio de degradação enzimática para PanD na presença de POA pelo complexo ClpP1P2C1.