Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Perfil físico-químico, ADMET e docking para potencial composto com dupla atividade anti-HIV-1
AUTORES: Guimarães, M.C. (UFLA) ; Gedder Silva, D. (USP) ; Gaspar da Motta, E. (UFLA) ; Fontes Ferreira da Cunha, E. (UFLA) ; Puggina de Freitas, M. (UFLA)
RESUMO: A modelagem de um único composto anti-HIV-1 com dupla atividade biológica é
proposta, sendo o composto e suas estruturas de origem estudados por ancoramento
molecular(docking)para auxiliar na compreensão do modo de interação destes com a
enzima transcriptase reversa(TR)por meio do programa Molegro Virtual
Docker®(MVD®).A análise computacional do perfil físico-químico,farmacocinético e
de segurança(ADMET)foi realizada usando a Plataforma ACD/Percepta.O composto
proposto pela combinação de subestruturas de moléculas com atividade inibitória
da TR e com atividade anti-HIV-1 geral(que não se correlaciona linearmente com
inibição de TR),mostrou-se um promissor multi-alvo enzimático,apresentando bons
perfis farmacológicos e energia de interação com o sítio ativo da enzima TR de
-129,7kcal mol-1.
PALAVRAS CHAVES: HIV; fármacos; dupla atividade
INTRODUÇÃO: Atualmente, a terapia medicamentosa contra o retrovírus causador da AIDS está
baseada na combinação de fármacos com diferentes alvos biológicos, com o intuito
de reduzir ou bloquear a replicação do vírus no organismo infectado. Nesse
sentido, a combinação de subestruturas de compostos com diferentes alvos
biológicos, tais como inibidores da enzima transcriptase reversa (TR) e de
outros receptores cuja inibição não se correlaciona com a da enzima TR, torna-se
um caminho promissor rumo ao desenvolvimento de um único antirretroviral com
essa dupla atividade, a fim de minimizar os desconfortos ocasionados aos
portadores da doença em tratamento. Apesar de elevada atividade biológica
desempenhar um papel fundamental na escolha de um candidato a fármaco,
parâmetros ADME-Tox (absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade)
não são menos importantes para se levar em consideração durante o processo de
desenvolvimento de uma droga. Portanto, este trabalho busca desenvolver um
fármaco eficiente para o tratamento da AIDS, mas que também apresente parâmetros
farmacocinéticos melhores do que os existentes.
MATERIAL E MÉTODOS: A combinação de subestruturas de um inibidor da transcriptase reversa(TR) e
determinado composto com atividade anti-HIV(sem qualquer relação com os dados de
inibição de TR) obtidos da literatura (FREEMAN et al.,1995; CHAN et al.,2001) e
com atividades biológicas
experimentais e preditas previamente definidas, proporcionou o desenvolvimento
de um novo composto com a suposta dupla atividade combinada. Tal composto,
denominado B,e suas duas moléculas de origem(denominadas X e Y) passaram por
estudos computacionais de previsão de parâmetros físico-químicos,
farmacocinéticos (ADME – absorção, distribuição, metabolismo e excreção)e de
toxicidade mediante o uso do módulo Percepta do programa ACDLabs, que auxilia na
compreensão da relação existente entre a estrutura química e a bioatividade
exercida pela identificação rápida de promissores candidatos a fármacos. Também
foram realizados estudos de docking com a finalidade de se compreender o modo de
interação entre ligante e sítio ativo das enzimas em questão, a partir de uma
busca no banco de dados de proteínas PDB (Protein Data Bank) pela estrutura
tridimensional da enzima TR e do complexo glicoproteico gp120 e gp41 (associadas
à atividade anti-HIV),representadas pelos códigos 3C6T, 1G9N e 2OT5,
respectivamente.Por meio do programa Molegro Virtual Docker®(MVD®),foram
realizados cálculos das energias de interação dos ligantes com o sítio ativo da
enzima,sendo a função de pontuação MolDock(Escore)utilizada pelo MVD® definida
pelos seguintes termos energéticos: EScore = EInter + EIntra em que EInter
corresponde à energia de interação ligante-proteína e EIntra é a energia interna
do ligante.Esse mecanismo é capaz de prever as conformações mais prováveis de
ligação entre ligante e proteína.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Combinando as estruturas X e Y,obteve-se o composto B,que apresentou efeito
sinérgico,pois sua atividade biológica calculada por análise QSAR foi maior que
em X e Y,conforme obtido em trabalhos anteriores(PINHEIRO et al.,2008). Análises
computacionais de suas propriedades físico-químicas e
farmacocinéticas(ADME/Tox)com base nos dados calculados pelo módulo Percepta do
programa ACDLabs, mostrou o coeficiente de partição octanol/água(logP)
considerado ótimo(1,98) para B,sem violação das Regras de Lipinski(LIPINSKI et
al.,1997),além de mostrar-se um composto solúvel em solução tampão com pH
6,5(3,98 mg/mL). Por transporte passivo, B mostrou-se altamente permeável à
membrana das células Caco-2 e altamente absorvido (100%) pelo intestino
humano(HIA),
sendo penetrante no sistema nervoso central(CSN),embora com estabilidade
metabólica indefinida. Não se comportou como substrato da glicoproteína
P(Pgp),clinicamente relevante pelo transporte celular que realiza. Não é
inibidor
de 4 das 5 enzimas envolvidas no metabolismo de fármacos CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6
e
CYP3A4, sendo indefinido para CYP2C19.Mostrou-se indefinido para o teste de
genotoxicidade Ames e não inibidor do canal de potássio hERG,sendo não
cardiotóxico. No ancoramento molecular, utilizando a enzima TR e glicoproteínas
gp120 e gp41, representadas pelos códigos 3C6T, 1G9N e 2OT5, respectivamente,
pode-se calcular as energias de encaixe dos ligantes nas enzimas através do
programa Molegro Virtual Docker®(MVD®).O composto B, candidato promissor para a
atividade anti-HIV-1 (por QSAR), também foi reconhecido como um inibidor
promissor da TR conforme Figura 1, com energia de interação com o sítio ativo da
TR de -129,7 kcal mol-1, sendo esta considerada uma boa afinidade de ligação.
Figura 1
Composto B acoplado ao sítio ativo da enzima
transcriptase reversa.
CONCLUSÕES: A combinação de subestruturas de um inibidor da TR e um composto com propriedades
anti-HIV-1 deu origem ao promissor composto B que,supostamente,apresenta a
capacidade inibitória para TR e anti-HIV-1,tendo, assim, duplo alvo.Estudos
computacionais das propriedades físico-químicas e farmacológicas mostraram
resultados superiores para B em relação aos compostos que lhe deram origem,X e
Y,além da possível dupla atividade analisada por docking, onde mostrou-se um
potencial composto multi-alvo,comportando-se tanto como inibidor da TR como anti-
HIV-1.
AGRADECIMENTOS: Agradecimentos ao 53º CBQ pela oportunidade,à UFLA e ao DQI,além do CNPq pela
concessão de bolsa de estudos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Chan, J. H.; Hong, J. S.; Hunter III, R. N.; Orr, G. F.; Cowan, J. R.; Sherman, D. B.; Sparks, S. M.; Reitter, B. E.; Andrews III, C. W.; Hazen, R. J.; St Clair, M.; Boone, L. R.; Ferris, R. G.; Creech, K. L.; Roberts, G. B.; Short, S. A.; Weaver, K.; Ott, R. J.; Ren, J.; Hopkins, A.; Stuart, D. I.; Stammers, D. K. (2001) 2-Amino-6-arylsulfonylbenzonitriles as non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors of HIV-1. J Med Chem 44: 1866-1882.
Freeman, G. A.; Shaver, S. R.; Rideout, J. L.; Short, S. A. (1995) 2-Amino-9-(3-azido-2,3-dideoxy-beta-D-erythro-pentofuranosyl)-6-substituted-9H-purines - synthesis and anti-HIV activity. Bioorg Med Chem 3: 447-458.
Lipinski, C. A.; Lombardo, F.; Dominy, B. W.; Feeney, P. J. (1997) Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. Adv Drug Del Rev 23: 4-25.
Pinheiro, J.; Bitencourt, M.; da Cunha F. F. F.; Ramalho, T. C.; Freitas, M. P. (2008) Novel anti-HIV cyclotriazadisulfonamide derivatives as modeled by ligand- and receptor-based approaches. Bioorg Med Chem 16: 1683-1690.