PPGB - Doutorado em Bioquímica

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Análise estrutural e avaliação das atividades biológicas de peptídeos análogos de stigmurina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-01-29) Furtado, Allanny Alves; Pedrosa, Matheus de Freitas Fernandes; ; http://lattes.cnpq.br/2929963416385218; ; http://lattes.cnpq.br/7009117733385295; Moreira, Susana Margarida Gomes; ; Andrade Neto, Valter Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/4863082845974813; Portaro, Fernanda Calheta Vieira; ; http://lattes.cnpq.br/7039993584108365; Ximenes, Rafael Matos; ; http://lattes.cnpq.br/5362501916620143
A resistência aos antimicrobianos e aos antineoplásicos é considerada um problema de saúde pública mundial sendo necessária a busca por novas moléculas que sejam mais eficazes ou que suplementem as terapias já existentes. Neste contexto, a Stigmurina, um peptídeo nativo da peçonha do escorpião Tityus stigmurus, apresentou atividade antibacteriana sobre bactérias gram-positivas, com efeito antiproliferativo em diferentes células cancerígenas, baixa toxicidade em eritrócitos humanos e atividade tripanocida sobre Trypanossoma cruzi. Com o intuito de ampliar o potencial do peptídeo nativo, peptídeos análogos a Stigmurina, foram planejados e analisados quanto a estrutura e diferentes atividades biológicas. A análise estrutural dos peptídeos análogos, denominados de StigA8 e StigA18, foi obtida por predição estrutural, modelagem molecular e dicroísmo circular (DC), sendo a biocompatibilidade in vitro avaliada em hemácias humanas, fibroblastos murinos e in vivo em larvas de Galleria mellonella. A atividade antibacteriana contra cepas gram-positivas e gram-negativas foi realizada por microdiluição em caldo e a ação antibiofilme em placa de cultura de células e por Microscopia Eletrônica de Varredura, bem como, o efeito antibacteriano in vivo sobre as larvas de G. mellonella infectadas com Staphylococcus aureus. A ação antiparasitária dos peptídeos análogos sobre as formas epimastigotas e tripomastigotas do T. cruzi foi avaliada por contagem das células viáveis e o efeito antiproliferativo em linhagens de células cancerígenas foi avaliado pelo método de redução do sal brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil-tetrazólio (MTT). Experimentos in silico mostraram que StigA8 e StigA18 apresentaram maiores índices de cationicidade (+4 e +5, respectivamente) e momento hidrofóbico (0,652 e 0,708, respectivamente) em relação à molécula protótipo (+2 e 0,571, respectivamente), enquanto que experimentos de DC revelaram uma conformação majoritariamente em α-hélice em ambientes que mimetizam membranas biológicas. Além disso, revelaram atividade hemolítica de 11,5- 22% em uma faixa de concentração de 9,37-150 µM, com índice de citotoxicidade de 50% nos fibroblastos em 20 µM e 12,3 µM para StigA8 e StigA18, respectivamente. Adicionalmente, não foram observados sinais de toxicidade sobre as larvas na dose de 120 mg/kg. Ambos os peptídeos análogos apresentaram uma expressiva atividade antibacteriana em bactérias grampositivas e gram-negativas em concentrações que variaram de 0,93-9,37 µM, com ação antibiofilme contra S. aureus em concentrações de 7,5-12,5 µM, causando danos como destruição de matriz, invaginações na membrana celular, rugosidades e redução do diâmetro celular em 12,5 µM. StigA8 e StigA18 revelaram efeito antibacteriano in vivo, aumentando a sobrevida das larvas na dose de 120 mg/kg em 75% e 60%, respectivamente, no pico da infecção. Atividade tripanocida sobre as formas epimastigotas e tripomastigotas do T. cruzi foi observada em 6,25 µM para ambos os peptídeos e potencial antiproliferativo a partir da concentração de 2 µM para StigA8 e 4 µM para StigA18. Diante disso, StigA8 e StigA18 constituem moléculas com potencial para o desenvolvimento de novos medicamentos antimicrobianos e anticâncer.
Caracterização estrutural de um heparinoide com potencial anticoagulante e antitumoral isolado do camarão Litopenaeus vannamei
(2015-12-22) Brito, Adriana da Silva; Chavante, Suely Ferreira; Lima, Marcelo Andrade de; ; ; ; Santos, Elizeu Antunes dos; ; Vaez, Juliana Rocha; ; Cavalheiro, Renan Pelluzzi; ; Andrade Neto, Valter Ferreira de;
Complicações trombóticas são a segunda causa de morte em pacientes com câncer e a terapia anticoagulante com heparina tem sido amplamente indicada. Além de prevenir a ocorrência de tromboembolismo, a heparina também é capaz de inibir passos importantes da progressão tumoral, contribuindo para a redução da agressividade do tumor. Entretanto, seu aproveitamento clínico é limitado especialmente pela ocorrência de hemorragias, o que tem estimulado a pesquisa por análogos de heparina (heparinoides) com efeitos colaterais reduzidos. O presente trabalho descreve as características estruturais e o potencial anticoagulante e antitumoral de um heparinoide com baixo risco hemorrágico isolado do cefalotórax do camarão Litopenaeus vannamei. A molécula foi obtida após proteólise, tratamento com acetona e purificação por cromatografias de troca-iônica e gel filtração. O heparinoide do camarão apresentou uma massa molecular média de ~ 15 kDa e as análises por despolimerização enzimática e RMN revelaram que o composto compartilha características estruturais com a heparina, como o alto grau de N- e 6-O-sulfatação, além do baixo grau de N-acetilação, e também com o heparam sulfato (HS), como o alto conteúdo de ácido glucurônico. Além de inibir a formação de coágulo pelo ensaio de aPTT, o heparinoide foi capaz de promover a estabilização térmica da antitrombina, o que pode justificar suas atividades anti-Xa e anti-IIa. Semelhante à heparina de mamíferos, o composto de L. vannamei foi capaz de induzir a síntese de HS antitrombótico por células endoteliais (ECs) em todas as concentrações testadas. Quando avaliado com relação a seu efeito sobre as etapas da progressão tumoral, foi demonstrado que o composto isolado do camarão reduz mais de 80% da formação de estruturas tubulares em matrigel, e 86% da migração de células de melanoma murino (B16F10) por uma membrana permeável. Embora tenha sido incapaz de inibir a proliferação dessas células durante um período de 24 h, a molécula em estudo apresentou um importante efeito antiproliferativo em longo prazo, reduzindo cerca de 80% da clonogenicidade das células tumorais nas concentrações de 50 e 100 µg/mL (p<0,001), bem como a proliferação celular independente de ancoragem, um importante indicativo da malignidade do tumor. Esses resultados podem explicar a significativa redução do crescimento tumoral em camundongos C57BL/6 tratados com heparinoide nas doses de 50 e 100 µg/Kg/dia (82,2 e 97% de redução, respectivamente). Os resultados obtidos aqui demonstram que o heparinoide de L. vannamei pode ser um modelo promissor para o desenvolvimento de novos agentes capazes de auxiliar no tratamento oncológico, uma vez que o mesmo pode ser efetivo não apenas em reduzir a progressão do tumor, com também em prevenir as complicações trombóticas que ocorrem no paciente com câncer. Além disso, o heparinoide ainda oferece a vantagem de ser obtido a partir de uma fonte de baixo custo e possuir uma atividade hemorrágica negligente.
Derivados de 2-hidróxi-3-anilino-1,4-naftoquinona: atividade antiplasmodial in vitro, toxicidade e interferência na biossíntese de isoprenóides
(2016-05-18) Pereira, Valeska Santana de Sena; Andrade Neto, Valter Ferreira de; Nogueira, Maria de Fátima Carvalho; ; ; http://lattes.cnpq.br/4863082845974813; ; http://lattes.cnpq.br/3025858752224096; Santos, Elizeu Antunes dos; ; http://lattes.cnpq.br/6762251930590306; Rachetti, Vanessa de Paula Soares; ; http://lattes.cnpq.br/1524215726056886; Abramo, Clarice; ; http://lattes.cnpq.br/7301285308040919
A resistência aos antimaláricos disponíveis no mercado leva à necessidade do desenvolvimento de novos compostos com novos alvos farmacológicos. Os derivados de naftoquinonas são descritos como compostos líderes promissores para o desenvolvimento de fármacos antimaláricos. Em vista disso, nós avaliamos a atividade antiplasmodial in vitro de três derivados de hidroxinaftoquinonas contra o estágio intraeritrocítico assexuado de Plasmodium falciparum, assim como parâmetros toxicológicos in vitro e in vivo e investigamos um provável mecanismo de ação relacionado à via dos isoprenóides através de marcações metabólicas de precursores da via com trítio radioativo, complementado com estudos de docking com um template da octaprenil pirofosfato sintase. Os derivados de hidroxinaftoquinonas analisados tiveram boa atividade antiplasmodial, com IC50 menor que 20 μM para a cepa 3D7 e menor que 50 μM para a cepa Dd2. A janela terapêutica é segura, com índice de seletividade variando entre 36,7 e 143,0. Os compostos não causaram hemólise nas doses testadas (10 e 50 vezes maiores que as respectivas IC50), e não desencadearam sinais de toxicidade no teste de toxicidade aguda in vivo apesar de o composto 4a ter promovido esteatose hepática e hemorragia no tecido renal. Considerando um provável mecanismo de ação, os derivados de hidroxinaftoquinonas parecem inibir a síntese dos precursores isoprênicos, principalmente a menaquinona e o tocoferol e os estudos de docking revelaram nove possíveis interações com alta energia em quatro sítios de ligação diferentes com um template da octaprenil pirofosfato sintase. Em nossos resultados, o composto 4c foi o mais promissor, visto que possuiu o menor IC50 no teste antiplasmodial in vitro, menor citotoxicidade in vitro e toxicidade aguda in vivo, além de ter inibido os três produtos da via dos isoprenóides testados, podendo ser considerado um candidato padrão para o processo de “hit-to-lead.
Metaloproteinase de tripanosomatídeos: avaliação de potenciais inibidores como ferramenta para desenvolvimento de fármacos
(2020-02-21) Moreno, Cláudia Jassica Gonçalves; Silva, Marcelo de Sousa da; Ribeiro, Aline Rimoldi; ; ; ; Andrade Neto, Valter Ferreira de; ; Gomes, Gabriela Santos; ; Porto, Carlos Alberto Robello;
A terapêutica antiparasitária para o tratamento e controle das doenças tropicais negligenciadas causadas por tripanosomatídeos é limitada devido a elevada toxicidade e baixa eficácia dos fármacos. Atualmente, não existe vacina disponível para o controle das doenças humanas causadas por tripanosomatídeos. Este estudo teve um caráter multidisciplinar e transversal cujo o objetivo principal foi a caracterização biológica e bioquímica de metaloprotease de tripanossomatídeos, com ênfase na pesquisa de potencias novos compostos com atividade inibitória sobre a proteína. Para isso, foram avaliados a atividade enzimática, identificação da metaloprotease e a capacidade hemolítica de diferentes extratos brutos dos tripanosomatídeos. Seguidamente, fez-se análises in silico e in vitro com os potencias novos inibidores da gp63. Através de ensaios de zimografia foi confirmado o perfil proteolítico das proteínas do extrato bruto de Leishmania spp. sobre o substrato gelatina e caseína. Trypanosoma cruzi exibiu um padrão proteolítico condicente com o perfil descrito na literatura para a cruzipaína, a cisteína protease. Em colaboração com o Instituto de Química da UFRN foi desenvolvido um ensaio fluorescente dependente da coordenação com íon Zn2+ . Os resultados evidenciaram a forte coordenação do composto L1 ao do Zn (II) presentes no extrato bruto de L. amazonensis. Além disso, os ensaios biológicos demostraram atividade hemolítica mediada pelo sistema complemento na presença do extrato de tripanosomatídeos. A pesquisa in silico demostrou a ancoragem molecular com energias favoráveis à interação entre os ligantes testados:L1> DETC>Doxiciclina>4TERP37. Ademais, resultado semelhante foi observado no cálculo, de balanço de energia final quântico. A validação in vitro dos compostos mostrou que L1 diminui significativamente, a viabilidade da forma promastigota de L. amazonensis (IC50 de 1,24 µM). O composto L1, não descrito na literatura, induziu a morte da forma promastigota pelo processo de necrose, análise estrutural revelou danos na membrana, pequenos orifícios na membrana, bem como o vazamento do conteúdo celular. Por outro lado, L1 apresentou alta índice de seletividade sobre as linhagens de células, 3T3 e RAW. Em conjunto, os resultados mostraram potencial efeito leishmaniocida do L1 contra L. amazonensis, agente etiológico da Leishmaniose difusa, a única forma clínica que não existe atualmente o tratamento. Paralelamente a este estudo, foi realizado a análise das proteínas variáveis de superfície (VSG) de Trypanosoma brucei onde verificou-se que as metaloproteases de matriz (MMPs) reconhecem moléculas de VSGs do parasita. Em conjunto, os resultados obtidos contribuem para o desenvolvimento futuro de nova abordagem terapêutica na doença causada por tripanosomatídeos. Contudo, estudos futuros, permitirão atestar os presentes resultados.

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