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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-217299

Resumo

A Leishmaniose Visceral (LV) é uma doença de impacto social causada pelo protozoário Leishmania infantum ou L. donovani. O tratamento da doença consiste no uso de drogas altamente tóxicas com efeitos colaterais graves. Copaifera reticulata e seu composto majoritário -cariofileno destacam-se como promissores na luta contra algumas doenças. Entre as enzimas envolvidas na defesa do parasita intracelular, triparedoxina-I (TXN-I) é um alvo valioso para o planejamento de novas drogas. O objetivo deste estudo foi avaliar a ação do óleo resina de C. reticulata e -cariofileno sobre promastigotas e amastigotas axênicas de L. infantum determinando a concentração inibitória sobre 50% dos protozoários (IC50), assim como avaliar a toxicidade aguda em camundongos explorando de forma computacional o mecanismo de ação do -cariofileno. Adicionalmente, foi realizada análise in silico utilizando a proteína triparedoxina-I de L. infantum (LiTXN-I) para melhor caracterizar o mecanismo de ação do -cariofileno, além de sua toxicidade, farmacoinformática, caracterização do LiTXN-I como preditor da estrutura proteica (PSP), validação do modelo 3D e docking molecular. A CI50 do óleo resina de C. reticulata foi de 5,9 g/mL sobre promastigotas e de 2,19 g/mL sobre amastigotas axênicas, enquanto -cariofileno obteve CI50 de 2,2 g/mL sobre promastigotas e de 2,18 g/mL sobre amastigotas axênicas. Estudos de toxicidade in vivo demonstraram que a DL50 foi de 5g, semelhante ao observado in silico. Este composto está em conformidade com a regra de Lipinski e foi sugerido como forte candidato para uso no tratamento de LV. Os resultados da absorção, metabolização, distribuição e excreção (ADME) do -cariofileno demonstraram propriedades aceitáveis na farmacocinetica. A caracterização da TXN-I indicou que está envolvida em duas reações de LiTXN-I (KEGG 1.8.1.8 e KEGG - R03914) e na interação com 10 proteínas essenciais das reações enzimáticas do parasito. Na modelagem molecular do LiTXN-I, o modelo utilizado foi L. major (LmTXN-I) (PDB: 3s9f) devido a maior cobertura no alinhamento. O acoplamento molecular do -cariofileno com LiTXN-I alcançou a energia de G: -6,44 kcal/mol-1 e as constantes de inibição Ki de 19,17 M. Foi observado que as energias exercidas no complexo droga/proteína foram interações favoráveis do tipo hidrofóbico e de van der Waals, com 5 resíduos correspondentes. O óleo resina de Copaiba e -cariofileno alcançaram desempenho in vitro satisfatório sobre L. infantum e um perfil tóxico seguro. Na modelagem computacional, -cariofileno mostrou ser um forte candidato a fármaco contra L. infantum evidenciando uma atração seletiva pela enzima LiTXN-I.

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Visceral leishmaniasis is a disease of social impact caused by the protozoan Leishmania infantum or L. donovani. The treatment of the disease consists in the use of highly toxic drugs with serious side effects. Copaifera reticulata and its major composite, - caryophyllene stands out as promising in the fight against some diseases. Among the enzymes involved in the defense of the intracellular parasite, tryparedoxin-I (TXN-I) is a valuable target for drugs. The objective of this study was to evaluate the action of the resin oil of C. reticulata and -caryophyllene on promastigotes and axenic amastigotes of L. infantum, determining the inhibitory concentration on 50% of the protozoa (IC50), as well as to evaluate the acute toxicity in mice, exploring in a computational way the mechanism of -caryophyllene action. The aim of this study was to determine the viability of C. reticulata resin oil and -caryophyllene on 50% parasites (IC50) and to evaluate the acute toxicity in mice and computationally evaluate the mechanism of action of -caryophyllene to combat the parasite. Additionally, in silico analysis was performed using tryparedoxin protein from L. infantum (LiTXN-I) to better characterize the mechanism of action of -caryophyllene, besides its toxicity, pharmacoinformatics, characterization of LiTXN-I as a predictor of protein structure (PSP), 3D model validation and molecular docking. The IC50 of the resin oil of C. reticulata was 5.9 g/mL on promastigotes and 2.19 g/mL on axenic amastigotes, whereas - caryophyllene obtained IC50 of 2.2 g/mL on promastigotes and 2,18g/mL on axenic amastigotes. In vivo toxicity studies demonstrated that the LD50 was 5g, similar to that observed in silico. This compound is in compliance with the Lipinski rule and has been suggested as a strong candidate for use in the treatment of VL. The results of absorption, metabolism, distribution and excretion (ADME) of -caryophyllene showed acceptable properties in pharmacokinetic. The characterization of TXN-I indicated that it is involved in two reactions of LiTXN-I (KEGG 1.8.1.8 and KEGG-R03914) and in the interaction with 10 essential proteins of the enzymatic reactions of the parasite. In the molecular modeling of LiTXN-I, the model used was L. major (LmTXN-I) (PDB: 3s9f) due to the greater coverage in the alignment. The molecular coupling of -caryophyllene with LiTXN-I reached energy of G: -6.44 kcal/ mol-1 and the inhibition constants Ki of 19.17M. It was observed that the energies exerted on the drug/protein complex were favorable interactions of the hydrophobic and van der Waals type, with 5 corresponding residues.The resin oil of C. reticulata and -caryophyllene achieved satisfactory in vitro performance on L. infantum and a safe toxic profile. In computational modeling, - caryophyllene showed to be a strong drug candidate against L. infantum evidencing a selective attraction by the enzyme LiTXN-I.

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