Investigação de ligantes com proteínas da mycobacterium tuberculosis como estratégia para estudos quimioterápicos por docking molecular

Abstract

RESUMO: A tuberculose (Tb) é uma doença infectocontagiosa e mortal que geralmente acomete os pulmões, causada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis (MTb) que acomete um terço da população mundial. É a doença infectocontagiosa que mais causa óbitos, segundo a OMS. Pesquisadores observaram que nos últimos anos o MTb tem apresentado resistências aos fármacos antituberculose (anti-Tb) já utilizados. Tendo em vista que não há, na literatura, uma estratégia quimioterápica eficiente de combate a Tb, fazem-se necessários estudos mais aprofundados, uma vez, que atualmente a Mycobacterium bovis bacillus Calmette – Guérin, é a única vacina eficiente, seguida da de reforço, a MVA85A. Uma alternativa viável para acelerar o processo de estudos para potenciais fármacos anti-Tb é a utilização da bioinformática (docking molecular - DM e interação de proteínas) para análise de possíveis proteínas interativas presentes no sistema biológico de MTb, e assim descobrir medicamentos e/ou futuros alvos de quimioterápicos. Diante do exposto o objetivo do presente trabalho foi propor ligantes alternativos aos fármacos conhecidos anti-tuberculose (anti-Tb) que apresentem alvos quimioterápicos proteicos. Ao longo deste estudo foram abordas pesquisas acerca de drogas que tenham proteínas como alvo quimioterápico; exploradas drogas comerciais contra a Tb; discussões sobre possíveis prospecções de estudos com bioinformática; determinação de ligantes alternativos para os alvos quimioterápicos a partir da técnica de docking molecular; foram discutidos possíveis efeitos sinérgico e/ou aditivo das combinações propostas. A estrutura bidimensional (2D) dos compostos testados foi obtida na base de dados PubChem e ZINC, e salva de forma tridimensional (3D) no formato PDB usando o MarvinSketch e depois salva em uma pasta contendo quatro arquivos padrão para realização do docking molecular. Os aminoácidos dos sítios ativos das proteínas de interesse foram definidos a partir de proteínas já descritas e selecionadas do banco de dados do RCSB PDB apenas moléculas que continham uma única cadeia, salvando-a na pasta específica em formato .pdb. O programa PyMol foi utilizado para verificar o complexo ideal considerando todos os aspectos estereoquímicos previamente avaliados. O Discovery Studio (DS) foi utilizado para a análise de acoplamento do (receptor) com compostos (isoniazida, glucuronato de isoniazida, piruvato de isoniazida, alfa cetoglutarato de isoniazida, etambutol pirazinamida), e diagrama 2D dos tipos de interações do composto com os aminoácidos. Os resultados destes estudos mostraram-se bastante vantajosos para alguns compostos, os quais apresentaram-se com maior afinidade que as drogas usualmente utilizadas. Desta forma, o presente trabalho concluiu que esses compostos podem futuramente contribuir para os estudos de novas quimioterapias que apresentem-se mais potentes e eficientes contra o Mtb, de forma isolada ou sugeridas associadas. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT: Tuberculosis (Tb) is an infectious and deadly disease that affects the lungs, usually caused by bacillus Mycobacterium tuberculosis (MTb) that affects one third of the world population. It is an infectious disease that causes more deaths, according to the WHO. Researchers have noted that in recent years or in MTb they have already resisted the anti-tuberculosis (anti-Tb) drugs already used. Bearing in mind that there is no efficient chemotherapeutic strategy in the literature to combat Tb, it becomes more in-depth studies, since Mycobacterium bovis bacillus Calmette - Guérin is currently a single efficient alternative, after adjustment, an MVA85A. A viable alternative to speed up the study process for anti-Tb drugs is to use bioinformatics (molecular coupling - DM and protein interaction) to analyze possible interactive applications present in the biological MTb system and, therefore, including drugs and / or future chemotherapy targets. Given the above, the objective of the present study was to provide a proportional alternative to the known anti-tuberculosis (anti-Tb) drugs, which present protein chemotherapy targets. Throughout this study, research on drugs that present proteins as a chemotherapy target was addressed; commercial exploitation of drugs against TB; discussions on possible prospects for studies with bioinformatics; determine alternative ligands for chemotherapy targets using the molecular docking technique; possible synergistic and / or additive effects of the proposed combinations were discussed. A two-dimensional (2D) structure of the tested compounds was used in the PubChem and ZINC database, and saved in a three-dimensional (3D) form in PDB format using MarvinSketch and then saved in a folder using a new molecular weight standard. The amino acids of the protein assets of the proteins of interest are already available and the data from the RCSB PDB database are selected only for molecules that contain a single chain, saving a specific folder in the .pdb format. The PyMol program was used to verify the ideal complex, considering all the necessary stereochemical aspects. Discovery Studio (DS) was used for coupling analysis (receptor) with compounds (isoniazid, isoniazid glucuronate, isoniazid pyruvate, isoniazid alpha ketoglutarate, ethambutol pyrazinamide), and 2D diagram of amino acid compound interaction models. The results of these studies are quite advantageous for some compounds, some seem to have a greater affinity with the drugs currently used. Thus, the present work concluded that these compounds may contribute in the future to the studies of new chemotherapies that have more potential and efficiency against Mtb, in an isolated or suggested way.