ESTUDOS DE MODELAGEM MOLECULAR PARA A IDENTIFICAÇÃO DE
NOVOS INIBIDORES SELETIVOS DE ALDEÍDO DESIDROGENASE 2 (ALDH-2)
Thayssa Tavares da Silva Cunha
Setembro/ 2014
2
Perfil Epidemiológico do Consumo de Cocaína
II Levantamento Nacional de Álcool e Drogas; São Paulo, 2012.
Experimentaram cocaína
Usaram no ano de 2012
Sãodependentes
2
3
Erythroxylon coca
Cocaína
Inibição da recaptação de aminas biogênicas:
Noradrenalina
Serotonina
Dopamina
Via Mesolímbica
Sistema de RecompensaMECANISMO DE AÇÃO
DA COCAÍNA 3
FERREIRA, P. E. M.; MARTINI, R. K. Revista Brasileira de Psiquiatria; v. 23, p. 96-99, 2001.VOLKOW, N. NIDA Research Report Series. EUA, 2010
Transportador de Dopamina
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Abordagens Terapêuticas Atuais
AcetilcisteínaAgente Glutamatérgico
Fonte extracelular de cisteína
BaclofenoAgonista GABAB
TiagabinaInibe recaptação de GABA
ModafilinaAgente Glutamatérgico
Aumenta neurotransmissão no NAC
DissulfiramInibidor de ALDH-1 e ALDH-2
PropranololAntagonista β-adrenérgico
TopiramatoAção sobre GABAA
Potencializa atividade de GABA
KAMPMAN, K. M. Biological Psychiatry; v. 2, p. 44-48, 2005.
ALDH-2
ALDHs humanas: superfamília com 19 enzimas
Tetramérica;
Subunidades com 500 aminoácidos;
NAD+(P)- dependente;
Presente em maior quantidade no fígado.
5
KOPPAKA, et al. Pharmacol. Rev.; v.64, no 3, p. 520-539, 2012.
6
Inibidores Seletivos de ALDH-2
Daidzina
CI50 = 8 M
Domínio de ligação com NAD+;
Domínio catalítico;
Domínio de oligomerização.
Isoflavonóide antioxidante extraído de flores e raízes de Pueraria lobata – Kudzu;
Medicina Tradicional Chinesa.
Pueraria lobata
LOWE, E., D. et al. Journal Medicinal Chemistry; v. 51, p. 4482-4487, 2008.KEUNG W. M. et al. Proc. Natl. Acad. Sci; v. 90, p. 1247-1251, 1993.
VTA
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Inibidores Seletivos de ALDH-2
YAO, L.; et al. Nature Medicine; v. 16, p. 1024-1029, 2010.
Inibe a procura pela cocaína de maneira dose-dependente.
Previne o aumento dos níveis de dopamina estimulado pela cocaína sem diminuir os níveis basais.
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Objetivos
O principal objetivo deste trabalho é a identificação de novos padrões estruturais, potenciais inibidores seletivos da enzima ALDH-2 através da:
Compreensão das razões moleculares da afinidade dos inibidores seletivos daidzina e CVT-10216.
Realização da triagem virtual da quimioteca do LASSBio® ~ 2000 compostos cadastrados
Seleção de ligantes com padrão estrutural promissor para estudos de inibição enzimática.
Otimização dos ligantes identificados pelos ensaios farmacológicos.
LASSBio-294
LASSBio-694
LASSBio-187
LASSBio-579
99
Metodologia
A- Avaliação da capacidade preditiva do Programa GOLD 5.2
Desenho e otimização – Spartan 8.0
Validação e Ancoramento Molecular – GOLD 5.2
Visualização e Análise dos Resultados – Pymol 1.4
B- Avaliação da capacidade do Programa GOLD 5.2 em selecionar compostos ativos versus inativos
Seleção de compostos ativos e inativos - ChemBL
Critério: 44 ativos – IC50 <0,04µM e 44 inativos – IC50 >1µM
Padronização das estruturas – Standardizer
Ancoramento Molecular – GOLD 5.2
Curva ROC e Cálculo da área sobre a curva – Origin 6
Seleção da Estrutura Cristalográfica de ALDH-2 (PDB 2VLE)
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PLANEJAMENTO DE FÁRMACOS E TRIAGEM VIRTUAL
Ferramentas in silico
High Throughput Screening
Analogia à substância endógena
Ligante(HIT)
Ensaios in vitro
Ensaios in vivo
ADMEToxicidade
FerramentasIn silico
Candidato àFármaco
Otimização Estrutural
Adaptado de WERMUTH, C. G. The Practice of Medicinal Chemistry, 3a edição, Academic Press, 2008.
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PLANEJAMENTO DE FÁRMACOS E TRIAGEM VIRTUAL
Ferramentas in silico
TriagemVirtual
Baseada na estrutura de ligantes
Baseada na estrutura do alvo molecular
Modelo Farmacofórico
Ancoramento Molecular
121212
PLANEJAMENTO DE FÁRMACOS E TRIAGEM VIRTUAL
Parâmetros de Avaliação
Ancoramento Molecular: “Envolve a predição da conformação e orientação do ligante no sítio de reconhecimento molecular do alvo em questão.”
Conformação e orientação do ligante
Pontuação e Classificação
Algoritmo de procura
Seletividade Percentagem de compostos verdadeiramente ativos que foram selecionados.
EspecificidadeFração de compostos verdadeiramente negativos que foram rejeitados.
N ativos selecionados
N total de ativosSe = N inativos descartados
N total de inativosSp =
Se
(%
ati
vo
s s
ele
cio
na
do
s)
1 - Sp (% inativos selecionados)
00 0,2 0,4 0,6 0,8 1
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Curva ROC (Receiver Operating Characteristic)
13
Resultados Ancoramento Molecular no Programa GOLD v. 5.2
Daidzina CVT-10216
14
Resultados
Validação da Metodologia de Triagem Virtual
Função AUC-ROC
ChemPLP 0,6694
Goldscore 0,6276
Chemscore 0,6805
ASP 0,5579
Curva ROC para a função ChemPLP, a qual apresentou maior capacidade em selecionar compostos ativos versus compostos inativos do banco de moléculas teste.
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Conclusões
A partir dos estudos realizados pode-se concluir que o programa GOLD 5.2 foi validado para o ancoramento molecular da daidzina e do inibidor CVT-10216, representando de maneira fidedigna as interações moleculares com a ALDH-2.
O parâmetro de enriquecimento curva ROC permitiu identificar a função ChemPLP como a mais adequada na identificação de compostos ativos e a partir destes resultados a triagem da quimioteca do LASSBio® pode ser realizada para identificar novos ligantes da ALDH-2, abrindo novas perspectivas no desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento da dependência à cocaína.
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Agradecimentos
Aos organizadores do 8º ENIFarMed
Aos orientadores: Prof. Dr. Carlos Alberto Manssour Fraga e Prof. Dr.
François Noël
Ao professor Carlos Maurício Sant’Anna
Ao LASSBio®
Aos órgãos de fomento
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Obrigada!
1818
Resultados
Validação das Funções do Programa GOLD v. 5.2
RMSD (Å)
FUNÇÕES Sem água Com água HOH2162
Chemplp 0,532 0,428 0,613
Goldscore 0,624 0,813 ........
Chemscore 0,621 0,706 ........
ASP 0,626 0,607 ........
Sobreposição da estrutura da daidzina da estrutura cristalográfica (PDB 2VLE) em verde, e o resultado obtido após a validação pela função chemplp em azul.
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