ÁREA: Produtos Naturais
TÍTULO: Estudo in silico da Permeabilidade e Atividade de Inibidores Naturais contra Trypanosoma cruzi
AUTORES: SILVA, M.G.V. (UFC) ; MONTANARI, C.A. (IQSC-USP) ; CAVALHEIRO, J.A. (NUBBE-UNESP) ; FREITAS, R.F. (IQSC-USP)
RESUMO: As propriedades farmacocinéticas são fundamentais no planejamento de novas moléculas com potencial terapêutico e além dos modelos in vitro, métodos in silico vêm sendo utilizados na predição de tais propriedades. Os produtos naturais tem sido historicamente, uma rica fonte de fármacos.. Neste trabalho, objetivamos determinar as propriedades farmacocinéticas de um conjunto de moléculas de plantas que apresentou atividade contra o Tripanossoma cruzi, agente etiológico da Doença de Chagas, além de gerar um modelo in silico para predição desta atividade. Utilizou-se o pacote computacional da Tripos Inc.. Os campos moleculares de interação foram calculados usando as sondas: água, carbonila e hidrofóbica, pelo GRID e tratados quimiometricamente pelos programas VolSurf 3.0 e Almond 3.0.
PALAVRAS CHAVES: tripanossoma cruzi, in silico, pironas
INTRODUÇÃO: As propriedades farmacocinéticas são fundamentais no planejamento de novas moléculas com potencial terapêutico e além dos modelos in vitro, métodos in silico vêm sendo utilizados na predição de tais propriedades, constituídas de Absorção, Distribuição, Metabolismo, Excreção e Toxidez (ADME/Tox). Os produtos naturais têm elevadas características de diversidade química e especificidade bioquímica que os tornam apropriados para a descoberta de compostos matrizes na arena da descoberta de fármacos e tem sido historicamente, uma rica fonte de fármacos para diversas áreas terapêuticas. Avanços nas técnicas de separação, purificação, elucidação estrutural têm aumentado nos últimos 10 anos o interesse na busca de moléculas bioativas oriundas de produtos naturais. Cerca de 40% dos medicamentos disponíveis na terapêutica atual foram desenvolvidos de fontes naturais, principalmente plantas superiores (25%), microrganismos (13%) e animais (2,7%) (CALIXTO, 2003). Neste trabalho, objetivamos determinar as propriedades farmacocinéticas de um conjunto de moléculas oriundas de plantas de diversas famílias botânicas, que apresentou atividade contra o Tripanossoma cruzi, agente etiológico da Doença de Chagas, além de gerar um modelo in silico para predição de atividade contra este parasito.
MATERIAL E MÉTODOS: Pesquisa na literatura foi realizada utilizando o Sistema de busca ScifinderScolar 2006, Portal da Capes e o Catálogo On-line Global - DEDALUS da USP, de moléculas isoladas de plantas superiores, com atividade comprovada contra T. cruzi, a agente causador da Doença de Chagas, para todos os alvos relatados na literatura referente a esta moléstia. As estruturas tridimensionais das moléculas obtidas, foram geradas através do pacote computacional Tripos Inc. em SO LINUX, com o programa Sybyl 7.3, usando o método CONCORD™ e minimizadas para a obtenção das conformações energeticamente otimizadas. Os campos moleculares de interação foram calculados usando três sondas: água, carbonila e hidrofóbica, pelo programa GRID (Figura 1) e tratados quimiometricamente pelos programas VolSurf 3.0 e Almond 3.0 (CRUCIANI et al., 2000) utilizando-se a técnica de PCA e PLS. Aplicação da técnica quimiométrica PLS usando os programas VolSurf e Almond em SO LINUX, foi realizada somente com os dados que apresentavam IC50 contra a forma tripomastigota de T. cruzi, gerando o modelo in silico de predição desta atividade, para testar outras moléculas. Propriedades farmacocinéticas de permeabilidade foram avaliadas usando os modelos Caco-2 e BBB implementadas no programa VolSurf (CRIVORI et al, 2000).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os compostos encontrados apresentam várias classes estruturais, como alcalóides, quinonas, terpenóides que foram reunidas por classe, e outros como derivados do ácido cinâmico, chalconas, xantonas, pironas, isoprenóides e dioxanos, reuniu-se em um só banco denominado por nós de OUTROS. Neste trabalho, estamos apresentando os resultados dos ensaios in silico do banco OUTROS com 71 moléculas em que o melhor valor de logIC50 encontrado (6,52) foi para a aculeatina A, um dioxa-spiro isolado de Amomum aculeatum (Zingiberaceae). Análise de PCA indicou que a maioria das moléculas de maior potencial se localizou em valores positivos de PC1, das 8 moléculas de maior logIC50, 7 foram aí localizados. Análise de PLS utilizando a técnica de FFD, permitiu obter um modelo de predição de atividade antiparasitária contra T. cruzi, com r2 de 0,84 e q2 de 0,75, considerando-se duas componentes. Dois bancos externos de moléculas da classe das pironas utilizados para validar o modelo, um com 16 compostos com atividade comprovada (FATIMA, 2006) e outro contendo 12 compostos oriundos de duas espécies de Cryptocarya: C. moschata e C. mandioccana sem nenhum teste prévio para esta atividade biológica, obtendo-se percentuais significativos de acerto. O banco OUTROS apresentou também propriedades de permeabilidade apropriadas usando os modelos Caco-2 e BBB, com 65% das moléculas se localizando em valores positivos de PC1, que é onde estão as moléculas de alta permeabilidade dos modelos (Figura 2).
CONCLUSÕES: A química medicinal é uma ciência inter e multidisciplinar que envolve inovação na descoberta ou desenvolvimento de compostos bioativos. Ensaios virtuais levam a otimização e o desenvolvimento de substâncias que podem apresentar informações apropriadas de natureza farmacocinética. O trabalho realizado na elaboração dos bancos, no tratamento quimiométrico, nos ensaios in silico permitiram selecionar moléculas, pironas naturais isoladas de duas espécies de Cryptocarya, com potencial para atuarem como agentes tripanossomicidas e desta forma contribuir para a farmacoterapia da doença de Chagas.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq e FAPESP pelo auxílio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CALIXTO, J.B.Cienc. Cult. 2003, 55:37-39.
CRUCIANI, G., PASTOR, M. CLEMENTI, S, 2000, Handling information from 3D grid maps for QSAR studies. Molecular Modeling and Prediction of Bioactivity. K. Gundertofte and F.E. Jorgensen (eds.) Kluwer Academic/ Plenum Publishers, New York.73-82.
CRIVORI, P., CRUCIANI, G, CARRUPT, P. A., TESTA, B. 2000. Predicting Blood Brain Barrier Permeation from Three Dimensional Molecular Structure. J. Med. Chem., 43:2204 -2216.
SOARES. S. SOUZA, H.M., TOSTES, M.A.V., LOURENÇO, D.M. 2004, Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical 37: 248-251.
FATIMA, A, MARQUISSOLO, C., ALBUQUERQUE, S. CARRARO-ABRAHÃO, A.A., PILLI, R. A., 2006, Trypanocidal activity of 5,6-dihydropyran-2-ones against free trypomastigotes forms of Trypanosoma cruzi, European Journal of Medicinal Chemistry 41:1210-1213.
