Análise computacional da estrutura das dinaminas de Plasmodium falciparum e priorização de potenciais inibidores

Abstract

A malária é uma doença endêmica de regiões tropicais e subtropicais e é causada por um protozoário do gênero Plasmodium spp. Devido à ausência de uma vacina eficaz, o tratamento por quimioterápicos continua sendo a mais eficiente forma de enfrentar a doença, porém o advento de resistências a esses medicamentos ocasionou uma redução de sua eficácia. O ciclo eritrocitário, que leva a produção das formas infectivas, os merozoítos, é responsável pela sintomatologia da doença. A morfogênese do merozoíto é complexa e exige um tráfego intracelular preciso e intenso e leva a formação de organelas peculiares. Falhas nesses processos celulares podem ocasionar a morte celular. Os membros da família de proteínas dinaminas são conhecidos por estar envolvidos nesses processos e, portanto, podem ser os responsáveis por essa regulação mecanoquímica. O P. falciparum possui em seu genoma as sequencias codantes de três dinaminas, PfDYN1, PfDYN2 e PfDYN3, que foram preditas como participantes desses processos. Tendo em vista a necessidade de novos alvos para fármacos, o trabalho visou a determinação das estruturas dessas dinaminas e a triagem de possíveis inibidores específicos por modelagem molecular. Utilizando servidores para análise in silico determinou-se que são caracterizados como dynamin-like e que possuem similaridade sequencial com dinaminas de Toxoplasma gondii, portanto, devem possuir funções e estruturas similares. Como não há modelos estruturais dessas proteínas, esse trabalho utilizou servidores que utilizam métodos de homologia ou métodos baseados em machine learning. Os modelos foram refinados utilizando o programa GalaxyRefine e suas qualidades foram avaliadas pelo programa MolProbity. O programa considerou os modelos 3D obtidos através do servidor AlphaFold e refinados pelo GalaxyRefine como os melhores e mais robustos. A partir das estruturas 3D de PfDYN1 e PfDYN2, servidores de predição de sítios foram utilizados para a predição de seus sítios de interação molecular, sendo os modelos obtidos pelo FTSite os selecionados para os experimentos de docking molecular. Foram selecionadas classes de inibidores conhecidos de dinaminas, dynasore, dyngo-4a, dynole, iminodyn e rhodadyn como a base estrutural para a geração da biblioteca de priorização de compostos por meio da similaridade estrutural, baseado no coeficiente de Tanimoto, na biblioteca comercial ChemBridge. Após o docking, doze compostos, que apresentaram melhor afinidade ao sítio ativo, foram selecionados como potenciais inibidores das PfDYN1 e PfDYN2. Futuramente, a inibição de crescimento do parasito por curva de dose-resposta in vitro, assim como a inibição enzimática, serão testadas. Espera-se encontrar novas ferramentas de estudo do tráfego intracelular e da formação das organelas de P. falciparum, além de novos compostos bioativos antimaláricos.